[发明专利]锂离子电池复合正极材料LiMnPO4-Li3V2(PO4)3/C及其制备方法有效
| 申请号： | 201210496735.9 | 申请日： | 2012-11-28 |
| 公开（公告）号： | CN103000888A | 公开（公告）日： | 2013-03-27 |
| 发明（设计）人： | 杨军;王飞;雷智鸿;王久林;努丽燕娜 | 申请（专利权）人： | 上海交通大学 |
| 主分类号： | H01M4/58 | 分类号： | H01M4/58 |
| 代理公司： | 上海汉声知识产权代理有限公司 31236 | 代理人： | 郭国中;牛山 |
| 地址： | 200240 *** | 国省代码： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 锂离子电池 复合 正极 材料 limnpo sub li po 及其 制备 方法 | ||
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池复合正极材料，具体涉及一种锂离子电池复合正极材料LiMnPO4-Li3V2(PO4)3/C及其制备方法。
背景技术
锂离子电池作为一种可移动电源，自1991年日本索尼公司首先实现产业化以来，已被广泛应用于各类便携式电子设备，在电动汽车等一些大功率电池方面也开始进入实用化。对于锂离子电池而言，正极材料是决定其电化学性能、安全性能以及价格成本的关键因素。目前，锂离子电池市场上广泛使用的层状结构LiCoO2、LiNi1-x-yCoxMnyO2和尖晶石结构LiMn2O4等金属氧化物类正极材料，普遍存在热力学稳定性差，充放电过程易引起失氧和相变等问题，而且充电后处于高氧化状态的正极材料可能会因氧化分解电解液而产生大量气体，存在安全隐患。近年来，结构稳定、循环性能优良及热稳定性好的聚阴离子型磷酸盐正极材料(LiFePO4、LiMnPO4、Li3V2(PO4)3等)引起广大研究者的关注。
与锂过渡金属氧化物相比，聚阴离子型磷酸盐正极材料的电子和离子导电性较差，导致其大倍率充放电性能较差。近年来，通过表面碳包覆、材料颗粒纳米化等手段已明显改善LiFePO4的电化学性能，使其成功商品化。但LiFePO4较低的电极电位(3.4V vs.Li/Li+)，使电池的比能量受到限制。LiMnPO4的理论容量为171mAh g-1，相对Li+/Li的电极电位约4.1V，理论能量密度比LiFePO4高21％。另外合成LiMnPO4的原料成本低，环境友好，使其在动力电源领域具有极大的市场前景。然而，由于LiMnPO4极低的电子电导率(＜10-10S cm-1)和Li+扩散系数(～10-14cm2s-1)，使得Li+在材料中难以嵌入和脱出，因此合成高电化学活性的LiMnPO4非常困难。具有NASICON结构的Li3V2(PO4)3是另外一种极具发展潜力的正极材料，Li3V2(PO4)3结构稳定、热稳定性好；它具有三维锂离子通道，是一种快离子导体，大电流充放电性能良好。而且Li3V2(PO4)3具有非常优异的低温循环性能。但Li3V2(PO4)3实现三个锂的可逆脱/嵌，需充电至4.8V，会加剧电解液的分解，导致容量衰减较严重。同时，钒的价格较高，如果大规模的作为动力电池正极材料，势必造成电池成本大幅上升。本发明针对复合正极材料进行了深入的研究。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种锂离子电池复合正极材料LiMnPO4-Li3V2(PO4)3/C及其制备方法。本发明的复合正极材料具有比容量高、循环性能好、倍率性能优良等优点。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
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