[发明专利]锂离子二次电池负极活性物质及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池负极活性物质及其制备方法，更具体地 说，本发明涉及一种锂离子二次电池负极活性物质锂钒氧化物及其制备方 法。

背景技术

锂离子电池作为一种新型绿色蓄电池，以其工作电压高、重量轻、比能 量大、自放电率小、循环寿命长、无记忆效应、无环境污染等优点，已经在 逐步的取代传统的二次电池如铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池的位置，成为 摄像机、移动电话、笔记本电脑以及便携式测量仪器等小型轻量化电子装置 和环保型电动汽车的理想电源。自1990年日本研制成功锂离子电池并投放 市场以来，因其独特的性能在国内外形成一股锂离子电池研究热潮，它是当 今可充电池中发展非常迅速、应用前景十分广阔的一种高能二次电池。

目前，锂离子电池负极材料应用最普遍的是石墨。然而石墨的体积密度 较低(标称密度为2.2克/立方厘米)，极大地限制了它的体积比容量；而且 石墨在较高电位下能与电解液发生副反应，存在安全隐患。寻找一种高体积 比能量的新型负极材料势在必行。锂过渡金属氧化物用于锂离子电池存有潜 在的发展空间，锂过渡金属氧化物用于锂离子电池负极的研究包括LiSnO、 LiTiO、LiVO等系，其中Sn氧化物容量最高，但是其初次循环容量损失严 重等问题制约了它的实用进展，Li₄Ti₅O₁₂是结构非常稳定的著名“零变材 料”，目前也得到较大的关注，但其电位平台较高，使得在一些领域的使用 受到限制。

例如，现有技术公开了一种用于非水电解液电池的负极活性物质，该负 极活性物质包括Li_xM_yV_zO_2+d所示的化合物，式中0.1≤x≤2.5，0<y≤0.5， 0.5≤z≤1.5，0≤d≤0.5，M为选自Al、Cr、Mo、Ti、W和Zr中的至少一 种。

现有技术中还公开了一种用于非水电解液二次电池的负极活性材料，包 括由Li_xM_yV_zO_2+d表示的钒基氧化物，其中0.1≤x≤2.5，0≤y≤0.5， 0.5≤z≤1.5，0≤d≤0.5，M选自Al、Cr、Mo、Ti、W和Zr。

此外，现有技术中还公开了一种用于非水可再充电电池的负极活性材 料，其包括主要成分氧化钒锂和另一成分，其选自由Li₃VO₄、碳化钒及其混 合物所组成的组中的至少一种，具有以所述负极活性材料的总重量计的含量 为0.01-5重量％的Li₃VO₄，和0.5重量％或更低含量的碳化钒。

采用现有技术的上述锂钒氧化物制得的电池的比容量不高。

发明内容

本发明的目的是为了克服采用现有技术的锂钒氧化物制备得到的电池 比容量低的缺陷，提供一种使电池具有较高的体积比容量的负极活性物质及 其制备方法。

本发明提供了一种锂离子二次电池负极活性物质，其中，该负极活性物 质含有锂钒氧化物和碳，所述锂钒氧化物包括LiVO₂和Li₂V₂O₄。

本发明还提供了一种锂离子二次电池负极活性物质的制备方法，其中， 该方法包括将含有锂化合物、钒化合物和碳源的混合物烧结，对得到的烧结 产物进行冷却。