The invention discloses a preparation method of lithium vanadium phosphate, a cathode material for lithium ion batteries, belonging to the field of lithium ion batteries. The technical problem solved by the present invention is that the production process of the cathode material lithium vanadium phosphate for lithium ion batteries is complex, the cycle is long and the energy consumption is large. The steps of the method include: A. liquid phase mixing reaction: dissolve lithium nitrate, ammonium metavanadate, ammonium dihydrogen phosphate, carbon source, amine organic matter and additives into water to prepare a solution; B. preparation of precursor: heating and stirring the solution described in step a, heating it until the solution evaporates, concentrating and forming a colloidal substance, reaction The precursor powder lithium vanadium phosphate was obtained after completion; C. Carbothermal reduction reaction: the precursor powder lithium vanadium phosphate under the protection of inert gases, 650 800 temperature holding 4 8 hours, lithium vanadium phosphate cathode material for lithium ion batteries was prepared. The method has the advantages of simple process, short time, energy saving and cost reduction.
【技术实现步骤摘要】
锂离子电池正极材料磷酸钒锂的制备方法
本专利技术属于锂离子电池领域,具体涉及一种锂离子电池正极材料磷酸钒锂的制备方法。
技术介绍
磷酸钒锂是目前较为新型的正极材料,由于磷酸根聚阴离子的特殊结构导致其热稳定性极高,是安全系数较高的锂离子电池正极材料,其弥补了当前锂离子电池正极材料LiCoO2安全性较差的缺点,虽然磷酸钒锂和磷酸铁锂同为磷酸盐类材料,但磷酸钒锂的理论容量比磷酸铁锂高,低温放电性能也显著优于磷酸铁锂,同时磷酸钒锂的电压可达4.8V,远高于磷酸铁锂的3.4V。作为锂离子电池正极材料的磷酸钒锂具有斜方和单斜两种晶系,磷酸钒锂中PO4四面体和VO6八面体通过工艺顶点氧原子组成三维骨架结构,每个VO6八面体周围有6个PO4四面体,每个PO4四面体有4个VO6八面体,以A2B5为单元形成三维网状结构,每个单胞有四个A2B3单元构成,每个单元中有3个Li+离子晶学位置,一个晶胞共有12个锂离子。目前,磷酸钒锂的合成方法主要有高温固相法、碳热还原法、溶胶-凝胶法、微波法、水热法等。其中,高温固相法和碳热还原法工艺简单,有利于实现工业化生产,但需要较高反应温度,反应时间长且能耗大;溶胶-凝胶法和水热合成法虽可以得到形貌均匀、粒径较小的磷酸钒锂颗粒,但是前驱体的制备过程较为复杂,制备时间长,对反应设备的要求较高,因而能耗和生产成本偏高,不适合大批量生产;微波法合成时间短,能耗低,但由于加热温度及时间不易控制,影响产品性能,制备的产物纯度得不到保证。授权公告号为CN101186290的专利文献公开了一种正极材料磷酸钒锂及其制备方法,该方法包括如下步骤:液相混合反应、 ...
【技术保护点】
1.锂离子电池正极材料磷酸钒锂的制备方法,其特征在于包括如下步骤:a、液相混合反应:将硝酸锂、偏钒酸铵、磷酸二氢铵、碳源、胺类有机物和添加剂溶解到水中,得到溶液;所述硝酸锂、偏钒酸铵和磷酸二氢铵的用量按锂、钒、磷元素计摩尔比为3:2:3;所述硝酸锂和碳源的用量按锂和碳元素计摩尔比为1:2‑4;所述硝酸锂与胺类有机物的摩尔比为1:1‑3;所述添加剂的用量是所制备磷酸钒锂质量的0.1‑3%,添加剂选自硝酸铁、硝酸铝、硝酸铬、硝酸镁中的至少一种;b、前驱体的制备:将步骤a中所述溶液加热并搅拌,加热至溶液蒸发、浓缩形成胶状物质,反应完成后得到前驱体粉末磷酸氧钒锂;c、碳热还原反应:所述前驱体粉末磷酸氧钒锂在惰性气体的保护下,650‑800℃保温4‑8小时,制得锂离子电池正极材料磷酸钒锂。
【技术特征摘要】
1.锂离子电池正极材料磷酸钒锂的制备方法,其特征在于包括如下步骤:a、液相混合反应:将硝酸锂、偏钒酸铵、磷酸二氢铵、碳源、胺类有机物和添加剂溶解到水中,得到溶液;所述硝酸锂、偏钒酸铵和磷酸二氢铵的用量按锂、钒、磷元素计摩尔比为3:2:3;所述硝酸锂和碳源的用量按锂和碳元素计摩尔比为1:2-4;所述硝酸锂与胺类有机物的摩尔比为1:1-3;所述添加剂的用量是所制备磷酸钒锂质量的0.1-3%,添加剂选自硝酸铁、硝酸铝、硝酸铬、硝酸镁中的至少一种;b、前驱体的制备:将步骤a中所述溶液加热并搅拌,加热至溶液蒸发、浓缩形成胶状物质,反应完成后得到前驱体粉末磷酸氧钒锂;c、碳热还原反应:所述前驱体粉末磷酸氧钒锂在惰性气体的保护下,650-800℃保温4-8小时,制得锂离子电池正极材料磷酸钒锂。2....
【专利技术属性】
技术研发人员:曹知勤,崔旭梅,张雪峰,刘枝越,周晓飞,杜林燕,杜小凤,武川阳,
申请(专利权)人:攀枝花学院,
类型:发明
国别省市:四川,51
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