[發明專利]磷酸釩鋰正極材料及其制備方法以及正極片

在審

• 申請號: 202010819921.6
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN112186179A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 李窮;胡天文;李濤;邵振東
• 申請（專利權）人: 安徽德亞電池有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/58;H01M4/136;H01M10/0525
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 梁秀秀

本發明公開一種磷酸釩鋰正極材料的制備方法，包括以下步驟：以摩爾比n(Li)：n(V)：n(P)：n(H₂C₂O₄)＝3:2:3:2稱取LiOH·H₂O、V₂O₅、NH₄H₂PO₄及H₂C₂O₄原料；往蒸餾水中加入鹽酸，再加入V₂O₅原料攪拌至完全溶解；再加入LiOH·H₂O、NH₄H₂PO₄及H₂C₂O₄原料攪拌直至完全溶解；加入5％?10％wt苯胺，在60℃磁力下攪拌，蒸干得到綠色凝膠，再將凝膠在80℃條件下干燥得到綠色干凝膠；將干凝膠以300℃溫度于空氣氣氛中研磨3?5h；再于700?900℃的溫度環境中煅燒3?5h，將煅燒產物靜置冷卻后研磨成粉末。本發明以草酸為還原劑，在磷酸釩鋰中摻雜苯胺，有利于鋰離子的嵌入與脫出。另外，在Li₃V₂(PO₄)₃內以導電聚合物苯胺部分取代較貴而有毒的V³⁺，使部分V³⁺游離出來，既提高了活性元素V³⁺的利用率，又降低了材料成本。

【技術領域】

本發明涉及鋰電池技術領域，尤其涉及一種磷酸釩鋰正極材料及其制備方法以及正極片。

【背景技術】

目前，以磷酸根聚陰離子為基礎的正極材料具有環保、安全性能好、成本低廉、結構穩定及電化學性能較好的優點。其中，這類材料的代表之一是磷酸釩鋰。目前，磷酸釩鋰的制備方法有高溫固相法、溶膠凝膠法、熱液法、摻雜法及軟化學法。然而，上述各類制備方法制得的正極材料的放電容量還有進一步提升的空間；同時現有的釩金屬材料較貴，使得制備成本較高。

鑒于此，實有必要提供一種磷酸釩鋰正極材料及其制備方法以及正極片以克服上述缺陷。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種磷酸釩鋰正極材料及其制備方法以及正極片，旨在改善磷酸釩鋰作為正極材料制成的鋰電池比容量不夠高即制備成本較高的問題，提升磷酸釩鋰作為正極材料的電化學性能，降低材料成本。

為了實現上述目的，本發明一方面提供一種磷酸釩鋰正極材料的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：以摩爾比n(Li)：n(V)：n(P)：n(H₂C₂O₄)＝3:2:3:2稱取LiOH·H₂O、V₂O₅、NH₄H₂PO₄及H₂C₂O₄原料；

步驟二：往蒸餾水中加入鹽酸，再加入所述V₂O₅原料攪拌至完全溶解；再加入所述LiOH·H₂O、所述NH₄H₂PO₄及所述H₂C₂O₄原料攪拌直至完全溶解得到溶液A；其中，蒸餾水與鹽酸的體積比為5:1；

步驟三：往所述溶液A中加入苯胺，在60℃磁力下攪拌得到藍綠色溶液B；將所述溶液B蒸干得到綠色凝膠，再將所述凝膠在80℃條件下干燥得到綠色干凝膠；其中，所述苯胺的質量百分數為5％-10％；

步驟四：將所述干凝膠以300℃溫度于空氣氣氛中研磨3-5h；再于700-900℃的溫度環境中煅燒3-5h，將煅燒產物靜置冷卻后研磨成粉末，即得摻雜苯胺的磷酸釩鋰正極材料。