一种磷酸钒锂正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种磷酸钒锂正极材料，主要由磷酸钒锂单晶纳米线和磷酸钒锂纳米纤维交叉组成，所述磷酸钒锂正极材料呈三维网络结构。本发明专利技术的制备方法：先配制磷酸钒锂溶胶纺丝液；然后在磷酸钒锂溶胶纺丝液中加入硝酸镍或醋酸镍，搅拌至硝酸镍或醋酸镍溶解完全；最后向该溶液中逐滴加入聚丙烯腈‑N,N‑二甲基甲酰胺溶胶，并搅拌，得到澄清的溶胶；对该澄清的溶胶进行纺丝，得到前驱体纤维膜；最后将前驱体纤维膜经预氧化处理后，置于N2气氛炉中热处理，即得到所述磷酸钒锂正极材料。本发明专利技术利用磷酸钒锂纳米线与磷酸钒锂纳米纤维结合形成三维网络结构，提高了电子电导性与锂离子扩散能力，以及材料的高倍率性能和循环稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池正极材料领域，尤其涉及一种磷酸钒锂正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
单斜结构的磷酸钒锂，由于其电导率好、理论比容量高、操作电压平台高以及良好的安全性、稳定性，近年来受到人们的高度关注。磷酸钒锂拥有三维骨架结构，这给锂离子创造了较大的三维运输通道。然而由于其两个[VO6]八面体结构被分离的排列方式，导致磷酸钒锂内部的电子传输能力较差，从而限制了其倍率性能。因此，磷酸钒锂需要进行改性才能提高其倍率性能，目前的改性方法包括纳米化、碳包覆、石墨烯或碳纤维复合等，这些方式能够提供连续的电子通道和缩短锂离子传输距离。近年来，纳米纤维、纳米线、纳米棒等结构的电极材料开始越来越受到关注，因为这些结构能够提供连续的电子通道和更快的锂离子运输通道，具有较高的稳定性和表面活性，在一些负极材料应用中显示出明显的优势。磷酸钒锂纳米纤维、纳米棒也因此受到关注，目前关于磷酸钒锂纳米纤维和纳米棒的研究均采用传统的涂膜法制备电极，涂膜法需要额外添加粘结剂、导电剂，不仅降低了活性物质的含量，并因充放电过程中的体积变化影响活性物质与集流体之间的结合，所以传统的涂膜法制备电极的方法大大降低了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磷酸钒锂正极材料，其特征在于，所述磷酸钒锂正极材料主要由磷酸钒锂单晶纳米线和磷酸钒锂纳米纤维交叉组成，所述磷酸钒锂正极材料呈三维网络结构。

【技术特征摘要】
1.一种磷酸钒锂正极材料，其特征在于，所述磷酸钒锂正极材料主要由磷酸钒锂单晶纳米线和磷酸钒锂纳米纤维交叉组成，所述磷酸钒锂正极材料呈三维网络结构。2.如权利要求1所述的磷酸钒锂正极材料，其特征在于，所述磷酸钒锂纳米线主要嫁接生长于所述磷酸钒锂纳米纤维的表面。3.如权利要求1所述的磷酸钒锂正极材料，其特征在于，所述磷酸钒锂正极材料的厚度为20～200um，孔隙率为60％～80％。4.如权利要求1所述的磷酸钒锂正极材料，其特征在于，所述磷酸钒锂单晶纳米线的直径为10～30nm，长度为100nm～10um。5.如权利要求1～4任一项所述的磷酸钒锂正极材料，其特征在于，所述磷酸钒锂纳米纤维是由磷酸钒锂纳米颗粒镶嵌在活性炭基底中形成的多孔复合纤维；所述磷酸钒锂纳米纤维直径为130～360nm，所述磷酸钒锂纳米纤维中碳的质量含量为15％～30％。6.一种如权利要求1～5任一项所述的磷酸钒锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)制备磷酸钒锂溶胶纺丝液；(2)在步骤(1)制备的磷酸钒锂溶胶纺丝液中加入硝酸镍或醋酸镍，搅拌至硝酸镍或醋酸镍溶解完全；(3)向步骤(2)后的溶液中逐滴加入聚丙烯腈-N,N-二甲基甲酰胺溶胶，并搅拌，得到澄清的溶胶；(4)将步骤(3)得到的澄清的溶胶进行静电纺丝，得到前驱体纤维膜；(5)将步骤(...

【专利技术属性】
技术研发人员：景茂祥，皮智超，李井泉，翟洪爱，沈湘黔，习小明，覃事彪，
申请(专利权)人：长沙矿冶研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43