[发明专利]一种锂离子电池负极材料及其制备方法无效

申请号：	201410032486.7	申请日：	2014-01-24
公开（公告）号：	CN103730642A	公开（公告）日：	2014-04-16
发明（设计）人：	蒋亚琪;苏静韵;谢兆雄	申请（专利权）人：	厦门大学
主分类号：	H01M4/36	分类号：	H01M4/36;H01M4/48
代理公司：	厦门南强之路专利事务所(普通合伙) 35200	代理人：	马应森
地址：	361005 ***	国省代码：	福建;35
权利要求书：	查看更多	说明书：	查看更多
摘要：
搜索关键词：	一种锂离子电池负极材料及其制备方法
钻瓜网技术展会专利词库专利权人专利榜在售专利公布日期热门专利

【说明书】：

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，尤其是涉及一种锂离子电池负极材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池具有输出电压高、循环寿命长、能量密度高、自放电低、无记忆效应、对环境友好等优点，已广泛应用于手机、相机、笔记本电脑等便携式电子产品，并有望成为新一代交通工具理想的储能装置。锂离子电池的储能密度在很大程度上取决于负极材料，石墨化碳质材料由于理论比容量较高（372mAh/g），且价廉易得是目前应用最广泛的负极材料。目前这类商业锂离子电池其实际比容量已经非常接近理论值，进一步提高其比容量的空间有限。此外，充电时因碳负极表面生成固体电解质膜易造成电池容量损失，且随着充放电循环次数的增加电池内阻抗增大，引起电池比容量和功率性能降低。同时，由于石墨电极电位与锂接近，在高倍率快速充电时，析出的锂形成的锂枝晶可能引起短路，造成电池安全问题。因此，近年来探索和研发比容量高、循环性能优良和更安全的非碳/石墨电极材料成为改进和发展锂离子动力电池的重要途径。

具有层状或孔道结构的钒氧基化合物由于结构稳定、储锂容量大、资源丰富及环境友好等特点，是极具发展潜力的一种锂离子电池负极材料。例如，LiV₃O₈具有典型的层状结构，此层状结构由变形的VO₆八面体和变形的VO₅四方锥经共边和共顶方式连接而成。除在层间起电荷平衡作用的Li⁺外，结构中仍有许多空隙可容纳锂离子，其理论比容量达到279mAh/g。吴宇平研究组采用固相法合成得到的LiV₃O₈作为锂离子电池的负极材料，在40个循环后可保持初始比容量的65%(Gaojun Wang,Lijun Fu,Nahong Zhao,Lichun Yang,Yupingwu and Haoqing Wu.Angew.Chem.Int.Ed.2007,46,295-294)。其它不含锂的层状或孔道结构如钒酸H₂V₃O₈和Ag₂V₄O₁₁、Na₂V₆O₁₆·0.14H₂O等钒酸盐也是较好的锂离子电池负极材料。如，周豪慎研究组通过水热法（210℃，72h）合成的H₂V₃O₈超长纳米带作为水相锂离子电池负极材料，其首次比容量达到239.6mAh/g，循环50次后容量保持率达到72%。（Huiqiao Li,TianyouZhai,Ping He,Yonggang Wang,EijiHosono and Haoshen Zhou.J.Mater.Chem.2011,1780-1787.）。同时，将电极材料纳米结构化，也是改善材料电化学性能的重要手段。纳米电极材料具有比表面积大，锂离子嵌入脱出深度小，锂离子扩散路径短，大电流充放电时电极极化程度小等特点，有利于提高电池的可逆容量和倍率性能。