[发明专利]一种锂离子电池用NH4V3O8正极材料制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池用正极材料，具体涉及一种锂离子电池用NH₄V₃O₈正极材料制备方法。

背景技术

锂离子二次电池具有电压高、比能量大、循环寿命长、放电性能稳定、安全性好、无污染和工作温度范围宽等优点，具有广泛的应用前景，成为近年来的研究热点。目前市场上锂离子电池正极材料中应用最多的是LiCoO₂，但它的实际比容量只有140mAh·g^-1仅为理论容量的50％左右。其他诸如橄榄石型的LiFePO₄，尖晶石结构的LiMn₂O₄以及LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂等正极材料的锂离子电池的比容量也较低(160mAh·g^-1)。钒酸盐由于价态和结构的多样性和灵活性而备受关注[高倩，麦立强，徐林，等.钒氧化物一维纳米材料的构筑和电输运性能[J].中国科技论文在线，2010，5(4)：323-331]。

NH₄V₃O₈作为一种新型嵌锂材料，具有层状结构，属于单斜晶系的P21/m空间群V₃O₈^-层沿着c轴紧密连接起来，NH₄⁺则处于其层间形成较大的层间距，具有稳定的结构和优异的嵌锂能力，可以作为一种锂离子电池正极材料。

目前制备NH₄V₃O₈的方法主要有：沉淀法和水热法。Heai-KuPark等采用沉淀法制备了纳米棒NH₄V₃O₈，[Heai-KuPark,Guntae Kin.Ammonium hexavanadate nanorods prepared by homogeneous precipitation using urea as cathodes for lithium batteries[J].Solid State Ionics,2010,181:311-314.]。Haiyan Wang等以NH₄VO₃为原料，以十二烷基磺酸钠作为表面活性剂，采用水热法制得片状NH₄V₃O₈·0.2H₂O，[Haiyan Wang,Kelong Huang,Suqin Liu,et al.Electrochemical property of NH₄V₃O₈·0.2H₂O flakes prepared by surfactant assisted hydrothermal method[J].Journal of Power Source,2011,196:788-792.]。G.S.Zakharova等以NH₄VO₃和乙酸为原料，采用水热法制备了梭状，花状和带状等各种形貌的NH₄V₃O₈如)[G.S.Zakharova,Ch.Taschner,T.Kolb,et al.Morphology controlled NH₄V₃O₈microcrystals by hydrothermal synthesis[J].Dalton Transactions,2013,42:4897-4902.]。

但是沉淀法合成NH₄V₃O₈具有反应过程不易控制、有副反应发生、产物纯度低等缺点，水热法合成NH₄V₃O₈存在反应温度相对较高、反应时间较长等缺点，所以寻找一种低温、易控、快速合成NH₄V₃O₈的方法，对高性能锂离子电池正极材料和传感器材料的研究和开发具有重大的意义。

发明内容