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【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电池材料,具体涉及一种脱锂的磷酸铁锂正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、随着化石燃料的燃烧和环境污染等问题日益突出,发展绿色可再生能源成为各国家重点发展的领域和方向。太阳能、风能和潮汐能等新能源具有绿色、可再生等特点,成为新能源领域的主力军。然而,这些材料具有不连续性和地域性等缺点,需要储能设备将其产生的能源进行存储,用时再进行释放。电池是化学能与电能相互转化的装置。电池体系中,锂离子电池由于具有高的能量密度和循环寿命长等优势,已广泛应用于便携式电子设备、新能源汽车和大型储能装置。锂电池的能量密度和性能,主要由正极材料的性能决定。目前商业化的锂离子电池正极材料主要有层状结构的licoo2和三元正极材料,橄榄石结构的lifepo4。
2、橄榄石型的磷酸铁锂(lifepo4)因其结构稳定性好、电压平台稳定、成本低、安全性高等优点,成为被广泛应用的动力电池正极材料。完全脱锂的磷酸铁材料,具有很多的锂空位和较强的阳离子结合能力,有利于碱金属离子(如锂、钠、钾离子等)的快速大量嵌入。因此完全脱锂的橄榄石型磷酸铁材料可应用于锂一次电池,也可用于其他二次钠、钾等碱金属离子电池中。电化学脱锂技术是目前应用最为广泛的脱锂技术,具有低成本、直接和快速等优点,然而在水系电解液中,电化学脱锂参数的设置可能会导致磷酸铁锂脱锂不完全,进而影响橄榄石型磷酸铁材料在碱金属一次电池以及二次电池中的应用。因此,为解决这一问题,本专利技术通过调控电化学脱锂过程中的脱锂电压,探究脱锂电压对磷酸铁锂正极材料脱锂比容量以及脱锂程度的影响,从而得
技术实现思路
1、本专利技术通过电化学脱锂法制备脱锂的橄榄石型磷酸铁锂正极材料,在此基础上,调控电化学脱锂过程中的脱锂电压以获得脱锂的橄榄石型磷酸铁锂正极材料。所得材料的制备工艺简单,重复性好。
2、为实现上述技术目的,本专利技术所采用的技术方案为:
3、一种脱锂的磷酸铁锂正极材料,所述的磷酸铁锂正极材料的化学式为:li1-xfepo4,0≤x≤1。
4、本专利技术还提供一种磷酸铁锂正极材料的制备方法,包括以下步骤:
5、(1)将lifepo4极片剪裁,放入电解槽中固定,再放入同样大小的钛板作为对电极,加入含钠盐电解液淹没极片和钛板;
6、(2)设置脱锂电压,直到脱锂比容量达到一定值时,脱锂完成,取出极片,用蒸馏水反复洗涤,烘干得到极片。
7、优选的,步骤(1)中所述的lifepo4极片剪裁成5×10cm大小。
8、优选的,步骤(1)中所述的钠盐电解液的浓度为0.01moll-1-0.2moll-1。
9、更优选的,所述的钠盐电解液的浓度为0.1mmoll-1。
10、优选的,所述的钠盐电解液的体积为300ml。
11、优选的,所述的钠盐包括硫酸钠、硝酸钠、过硫酸钠中的一种或几种。
12、更优选的,所述钠盐为硫酸钠。
13、优选的,步骤(2)中所述的脱锂电压为1.5-2.5v。
14、更优选的,步骤(2)所述的脱锂电压为2.0v。
15、优选的,步骤(2)中所述的脱锂比容量为170mahg-1。
16、与现有技术相比,本专利技术具有如下技术优势:
17、本专利技术通过电化学方法进行脱锂,制备了完全脱锂的磷酸铁材料,在na2so4电解液中,脱锂电压2.0v,脱锂比容量为170mahg-1,脱锂正极材料的比表面积为209.083m2g-1。本专利技术工艺使用设备成本低,制备工艺简单,重复性好,通过调控脱锂电压即可获得脱锂的磷酸铁锂正极材料。
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1.一种脱锂的磷酸铁锂正极材料,其特征在于,所述的磷酸铁锂正极材料的化学式为:Li1-xFePO4,0≤x≤1。
2.一种根据权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的LiFePO4极片剪裁成5×10cm大小。
4.根据权利要求2所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的钠盐电解液的浓度为0.01molL-1-0.2molL-1。
5.根据权利要求4所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,所述的钠盐电解液的体积为300mL。
6.根据权利要求4或5所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,所述的钠盐包括硫酸钠、硝酸钠、过硫酸钠中的一种或几种。
7.根据权利要求2所述磷酸铁锂正极材料脱锂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述的脱锂电压为1.5-2.5V。
8.根据权利要求2所述磷酸铁锂正极材料脱锂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述的脱锂比容量为170
...【技术特征摘要】
1.一种脱锂的磷酸铁锂正极材料,其特征在于,所述的磷酸铁锂正极材料的化学式为:li1-xfepo4,0≤x≤1。
2.一种根据权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
3.根据权利要求2所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的lifepo4极片剪裁成5×10cm大小。
4.根据权利要求2所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的钠盐电解液的浓度为0.01moll-1-0.2moll-1。<...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴孟强,赵青,张庶,李际洋,解自奇,
申请(专利权)人:电子科技大学长三角研究院湖州,
类型:发明
国别省市:
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