一种磷酸钒锂/碳电池正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磷酸钒锂/碳电池正极材料及其制备方法。其方法是将锂源、钒源、碳源依次加入水中形成均一稳定溶液后加入磷源反应到深蓝色后得到一级前驱体溶液；在将聚合物乳液加入磷酸得到聚合物胶体水凝胶；一级前驱体溶液加入聚合物乳液水凝胶中制得二级前驱体；将二级前驱体研磨后的粉体进行预煅烧和二次煅烧两步烧结处理。本发明专利技术磷酸钒锂/碳电池正极材料具有碳包覆更加均匀且包覆量和孔径可调等优点，因此具有优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸钒锂/碳电池正极材料及其制备方法
本专利技术涉及锂离子电池正极材料
，具体是一种磷酸钒锂/碳电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
NASCION结构的单斜晶型磷酸钒锂具有较高的理论比容量(197mAh/g)和工作电压(4.3V)，并且在充、放电过程中的循环稳定性好、结构稳定，有望代替传统的LiCoO2、LiMn2O4和LiFePO4等正极材料，成为下一代的新型动力电池正极材料。然而磷酸钒锂的本征电导率低，锂离子扩散系数小，此外在充放电过程中容易发生团聚，循环性能较差限制了它的发展。为了克服这些缺陷，人们通过材料复合化等方式对它进行了改性。主要的改性方式包括：碳包覆、金属离子掺杂以及形貌控制等。其中，碳包覆是一种最常见且有效的改性方法。主要是使Li3V2(PO4)3均匀包覆或分散在碳材料中，利用碳材料稳定的化学性质、良好的导电性来提高Li3V2(PO4)3的性能，还可以在产物结晶过程中作为成核剂来减小产物的颗粒大小，从而缩短锂离子的扩散通道，提高材料的电化学性能。目前，碳包覆改性研究主要是对碳源的种类、包覆工艺和包覆量等进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磷酸钒锂/碳电池正极材料，其特征在于，其由包括锂源、钒源、碳源、磷源按摩尔比为3.1:2:2:3制得。/n

【技术特征摘要】
1.一种磷酸钒锂/碳电池正极材料，其特征在于，其由包括锂源、钒源、碳源、磷源按摩尔比为3.1:2:2:3制得。


2.一种磷酸钒锂/碳电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括的步骤如下：
(1)将锂源、钒源、碳源依次加入水中，搅拌至形成均一稳定溶液后加入磷源，搅拌反应到深蓝色后得到一级前驱体溶液，其中，锂源、钒源、碳源、磷源的摩尔比为3.1:2:2:3；
(2)将聚合物乳液用阴阳离子交换树脂将聚合物乳液洗涤1～3次，然后加入磷酸，静置1.5～2h，得到聚合物胶体水凝胶；
(3)将(1)步骤所得一级前驱体溶液加入(2)步骤所得聚合物乳液水凝胶中，静置4～6天后自然干燥，得到二级前驱体；
(4)将二级前驱体研磨后的粉体进行预煅烧和二次煅烧两步烧结处理。


3.权利要求1所述一种磷酸钒锂/碳电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源是氢氧化锂、醋酸锂和草酸锂中的一种或两种以上的组合；所述钒源是偏钒酸铵、五氧化二钒中的一种或两种以上的组合；所述碳源是柠檬酸、草酸、蔗糖中的一种或两种以上的组合；所述磷源是磷酸、多聚磷酸和磷酸铵中的一种或两种以上的组合。


4.权利要求1所述一种磷酸钒锂/碳电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中制备一级前驱体时，水的温度为50～65℃，反应温度为80～85℃，反应时间为3～5h。

【专利技术属性】
技术研发人员：谢德龙，金艳，谢于辉，吴华，陈鑫智，梅毅，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南;53