[发明专利]Li3V2(PO4)3/C复合正极材料制备方法及制得的正极材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于锂离子电池的正极材料制备方法及制得的正极材料，特别是涉及一种用于锂离子电池的Li₃V₂(PO₄)₃/C复合正极材料的制备方法以及制备得到的Li₃V₂(PO₄)₃/C复合正极材料。

背景技术

锂离子电池是一种大容量、高功率的电池，其主要应用于小型设备上，特别是移动电话、手提电脑、便携式电动工具。锂离子电池一般是由电池盖板组件、电池壳体、电解液以及由正、负极片和隔膜纸卷绕成的电池单元组成。其中正极活性物质均匀地涂在正极片上，负极活性物质也相应地均匀地涂在负极片上面。

具有NASICON结构的Li₃V₂(PO₄)₃是继过渡金属氧化物LMO后的一种新型的锂离子二次电池正极材料。与目前市场上应用最为广泛的正极材料LiCoO₂相比，Li₃V₂(PO₄)₃具有超常的稳定性，即使在脱出的Li⁺与过渡金属原子的物质的量之比大于1的时候仍然具有超乎寻常的稳定性，而通常情况下1mol LiCoO₂在脱出0.5mol Li⁺就会变得不稳定。并且Co是一种战略物资，全球储量十分有限，Co也是一种有毒金属，对于环境污染较为严重。LiNiO₂由于其合成较为困难而受到应用限制，尖晶石LiMn₂O₄虽然属于环境友好型化合物，但是其理论比容量仅为148mAh·g^-1，且存在高温下容量衰减的缺点。因此人们将大量目光转移到多元酸根离子形成的化合物上，Li₃V₂(PO₄)₃就是其中的一种。由于其结构稳定、工作电位高(3.6～4.5V vs.Li/Li⁺)、理论比容量较高(197mAh·g^-1)，被人们认为是最具发展潜力的锂离子电池正极材料之一。

目前，Li₃V₂(PO₄)₃的合成方法主要是高温固相法、高温碳热还原法和溶胶凝胶法。由于传统高温固相法和高温碳热还原法的局限性很难得到纯度高、粒径小、电性能好的样品。并且，高温固相法由于使用传统的氢气作为还原剂容易带来危险，而传统的溶胶凝胶法则根本不适合于工业化大生产。而且在Li₃V₂(PO₄)₃合成后，还需要采用表面包覆碳等步骤来增强其导电性能，步骤烦琐，并且效果不是很明显，增加了产品生产时间。

因此，很有必要开发新的合成方法，以适应大规模应用的需要。

发明内容

本发明的目的就是为了解决以上问题，提供一种简便易推广并能改善产品电学性能的Li₃V₂(PO₄)₃/C复合正极材料的新的制备方法。

本发明的另一目的在于提供采用上述方法制备得到的Li₃V₂(PO₄)₃/C复合正极材料。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明公开了一种Li₃V₂(PO₄)₃/C复合正极材料的制备方法，所述方法包括步骤：

a、将Li源、V源、有机碳源及NH₄H₂PO₄共同球磨使其混合均匀；

b、将步骤a得到的产物于300～450℃温度下进行预处理；

c、将预处理后的产物在惰性气体保护气氛下于500～700℃培烧。

所述Li源为LiOH·H₂O。

所述V源为V₂O₅。

所述有机碳源为有机酸和/或糖类。

优选的，所述有机碳源为柠檬酸、草酸、水杨酸、抗坏血酸、蔗糖、葡萄糖中的至少一种。