[发明专利]纳米锂离子电池活性电极材料前驱体的制备方法及应用

权利要求书

1.纳米锂离子电池活性电极材料前驱体的制备方法，其特征在于：将锂源化合物、可变价的金属化合物和碳源化合物在有机溶剂中混合，搅拌均匀并控制反应体系温度在室温至所用溶剂沸点之间，反应时间2小时-48小时，终止反应后将溶剂分离，烘干后即得前驱体；

所述的前驱体通式为：Li_aM_bXO₄，其中M为一种或多种金属的混合物可变价的金属化合物，或其中两种或多种金属的混合物；X为磷，砷，锑，硅，钒一种或多种元素组合物；a，b是根据不同化学式形式所确定的系数；

所述的锂源化合物是下列化合物中的一种或一种以上混合：碳酸锂、氧化锂、醋酸锂、氢氧化锂、草酸锂、甲酸锂、磷酸锂、氟化锂、碘化锂、硝酸锂、氯化锂、硫酸锂和磷酸二氢锂；

所述的可变价的金属化合物，包括以下的一种或多种下列元素：Fe，V，Mn，Co，Ni，Si和Ti；

所述的锂源化合物、可变价的金属化合物的摩尔比例为，锂：可变价的金属是0.90-1.10∶0.50-1.20；

所述的碳源化合物是无机碳、有机碳、高分子聚合物或天然提取物碳化合物，碳源化合物占总物料重量的0-30％。

2.根据权利要求1所述纳米锂离子电池活性电极材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂包括甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、丙酮、丁酮、丁二酮、乙二醇、二甲基酰胺(DMF)和乙腈中的一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述纳米锂离子电池活性电极材料前驱体的制备方法，其特征在于：反应在惰性气体的保护下进行，所述的惰性气体是氮气、氩气或二氧化碳。

4.根据权利要求1所述纳米锂离子电池活性电极材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述碳源化合物中：

无机碳源包括导电碳黑、乙炔碳黑、纳米碳、纳米碳管、石墨烯和石墨烯复合物的其中一种或多种组合；

有机碳源包括蔗糖、果糖、葡萄糖十六醇、羧基酸化合物丙二酸、己二酸、丙烯酸、水杨酸、月桂酸、抗坏血酸、油酸、异己酸和柠檬酸的其中一种或多种组合；

高分子聚合物是聚乙醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙醇缩丁醛(PVB)、聚丙烯、聚乙烯吡咯烷酮(PUP)和聚丙烯酸的其中一种或多种组合；

所述的天然提取物碳源是黄豆油、纤维素及其纤维素衍生物、甲壳素、淀粉和煤油的其中一种或多种组合。

5.根据权利要求1所述纳米锂离子电池活性电极材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述溶剂分离可用蒸发分离、离心分离或过滤分离。

6.根据权利要求1所述纳米锂离子电池活性电极材料前驱体的制备方法，其特征在于：所述的前驱体包括LiFePO₄和Li₃V₂(PO₄)₃，在LiFePO₄中，其Li∶Fe∶P摩尔比为0.9-1.1∶0.9-1.1∶0.9-1.1，Li₃V₂(PO₄)₃中，其Li∶V∶P摩尔比为1∶0.5-0.8∶0.9-1.1。

7.根据权利要求6所述纳米锂离子电池活性电极材料前驱体的制备方法，其特征在于：制备LiFePO₄的铁化合物是氧化亚铁、三氧化二铁、四氧化三铁、氢氧化铁、氢氧化亚铁、磷酸铁、磷酸亚铁、磷酸亚铁铵、焦磷酸铁，硝酸铁、硝酸亚铁、硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁、氯化亚铁、碳酸铁、碳酸亚铁和草酸亚铁中的一种或一种以上混合；制备Li₃V₂(PO₄)₃的钒源化合物是五氧化二钒、三氧化二钒和偏钒酸铵中的一种或一种以上混合物。