The present invention provides a method for preparing spindle carbon-coated vanadium-based cathode material. The steps include: adding lithium source, vanadium source and phosphorus source into deionized water according to the molar ratio of Li:V:P (2.9-3.1): 2:3, or sodium source, vanadium source and phosphorus source according to the molar ratio of Na:V:P (2.9-3.1): 2:3, to obtain the first mixture; adding morphology-guiding agent into the first mixture to obtain the second mixture. The second mixture was reacted at 120-250 C for 5-30 h, washed and precipitated with deionized water and anhydrous ethanol after cooling, then dried and ground to obtain precursor powder; the precursor powder was heated at 200-500 C for 3-6 h at constant temperature in inert atmosphere, then grinded after cooling to obtain pre-sintered powder; the pre-sintered powder was calcined at 600-1000 C for 5-25 h at constant temperature in inert atmosphere and then cooled. After grinding and sieving, the spindle carbon-coated vanadium-based cathode material was obtained.
【技术实现步骤摘要】
一种纺锤形碳包覆钒基正极材料的制备方法
本专利技术涉及锂、钠离子电池电极材料
,具体涉及一种纺锤体形貌的碳包覆钒基正极材料及其制备方法。
技术介绍
为了应对能源危机,实现人们对新型可再生能源的有效利用,锂离子电池、钠离子电池、燃料电池等成为当前社会的研究热点。自1990年商品化以来,锂离子电池因其高能量密度、轻质量等特点在下一代新能源电动车、手机、相机中具有很大的优势。锂离子电池正极材料磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)在充放电电压窗口3-4.8V时,理论比容量可达到197mAh·g-1,在聚阴离子型锂电正极材料中具有最高的放电比容量。此外,该电极材料充放电电压较高、制备简单、成本低廉,同时材料结构稳定,具有很高的安全性。与磷酸钒锂性质类似的钠离子电池正极磷酸钒钠(Na3V2(PO4)3)同样具有上述特点。目前磷酸钒锂/碳复合材料或磷酸钒钠/碳复合材料的合成方法有多种,其常用的方法有:高温固相法、溶胶凝胶法、微波法、水热法。但是高温固相法得到的材料颗粒较大、尺寸不均匀,碳包覆均匀程度差,并且易产生杂质;微波法虽然能耗低,但加热时间和温度不易控制,影响产品性能;溶胶凝胶法制备的磷酸钒锂颗粒形貌不规则,大小不一,影响产品的充电容量和循环性能。现有的水热法浓度不好控制,影响产品形貌及性能受影响;因此,从研究来看,颗粒形貌对磷酸钒锂、磷酸钒钠材料性能具有巨大影响。颗粒均匀、碳包覆均匀的磷酸钒锂材料具有后续加工性能好,有利于提高电化学性能。申请号为201210362581.4的中国专利技术专利提供了一种自组装纺锤形纳米结构磷酸铁锂的合成方法。该方法通过回流法在 ...
【技术保护点】
1.一种纺锤形碳包覆钒基正极材料的制备方法,步骤包括:将锂源、钒源和磷源按照Li:V:P的摩尔比(2.9~3.1):2:3,或者将钠源、钒源和磷源按照Na:V:P的摩尔比(2.9~3.1):2:3,加入到去离子水中,加热搅拌至完全溶解,得到第一混合物;向第一混合物中加入形貌导向剂,加热搅拌溶解,得到第二混合物;将第二混合物在120~250℃下反应5~30h,冷却后用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀,烘干后研磨,得到前驱体粉末;将前驱体粉末在惰性气氛下于200~500℃恒温加热3~6h,冷却后研磨,得到预烧结粉末;将预烧结粉末在惰性气氛下于600~1000℃恒温煅烧5~25h,冷却后研磨、过筛,获得纺锤形碳包覆钒基正极材料。
【技术特征摘要】
1.一种纺锤形碳包覆钒基正极材料的制备方法,步骤包括:将锂源、钒源和磷源按照Li:V:P的摩尔比(2.9~3.1):2:3,或者将钠源、钒源和磷源按照Na:V:P的摩尔比(2.9~3.1):2:3,加入到去离子水中,加热搅拌至完全溶解,得到第一混合物;向第一混合物中加入形貌导向剂,加热搅拌溶解,得到第二混合物;将第二混合物在120~250℃下反应5~30h,冷却后用去离子水和无水乙醇洗涤沉淀,烘干后研磨,得到前驱体粉末;将前驱体粉末在惰性气氛下于200~500℃恒温加热3~6h,冷却后研磨,得到预烧结粉末;将预烧结粉末在惰性气氛下于600~1000℃恒温煅烧5~25h,冷却后研磨、过筛,获得纺锤形碳包覆钒基正极材料。2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述钒源为四氧化二钒、五氧化二钒、三氧化二钒、偏钒酸铵中的任意一种;所述锂源为碳酸锂、硝酸锂、醋酸锂、氢氧化锂中的一种;所述钠源为碳酸钠、硝酸钠、醋酸钠、氢氧化钠中的一种;所述磷源为磷酸氢二铵、磷酸铵...
【专利技术属性】
技术研发人员:沈伟,申兰耀,王胜彬,于永利,赵彬涛,卢曦,周恒辉,
申请(专利权)人:北京泰丰先行新能源科技有限公司,北大先行科技产业有限公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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