[发明专利]一种锂电池正极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电池电极材料的制备领域，具体涉及一种锂电池正极材料及其制备方法。

背景技术

能源短缺已日益成为当今社会最为核心的问题之一，为此人们也在努力的探索发现新型能源，用以替代不可再生的且日益枯竭的化石能源。到目前为止，已有多种绿色新能源被运用于社会生活中，比如，锂离子电池、蓄电池、燃料电池以及太阳能电池等。其中，锂离子电池在过去的几十年里已经取得了长足的进展，作为二次电池的锂电池已经在当今社会生活中发挥了不可替代的作用。但是，作为新能源的重要组成部分，锂电池的发展境况在面对当今社会对新能源的要求上表现得略显乏力。主要的原因就在于近年来锂离子电池正极材料的研究进展有限，目前社会上运用的主要还是停留在由Co、Ni、Mn以及Fe构成的富锂金属氧化合物（而负极的研究在近年来相对已经取得了较大的进展），如钴酸锂、锰酸锂以及磷酸铁锂等。

因此，以一种全新的合成路径，获得新型结构的锂电池正极材料，寻求突破现有正极材料合成方法的定性思维，已经成为业界普遍关注的问题之一。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种锂电池正极材料及其制备方法。该锂电池正极材料的活性成分是八面体单晶化合物，具有优良的电化学性能，如较高的首次充放电比容量，良好的离子电导率。

为了达到本发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂电池正极材料，其活性材料为八面体单晶化合物，其分子式为(NH₃CH₂CH₂NH₃)₂{Li₆ [V₁₂B₁₈O₅₄(OH)₈]}。

所述的活性材料的制备方法为：

（1）取偏钒酸铵，硼酸，氯化锂，乙酸钴，草酸，置于内衬为聚四氟乙烯的高压反应釜中，加入蒸馏水，混合均匀，磁力搅拌30min；

（2）然后用乙二胺调节pH值至8.00~8.50；

（3）最后将反应釜置于160 ℃下恒温120小时后，使之自然冷却至室温，抽滤得到棕色的八面体单晶化合物。

步骤（1）中偏钒酸铵、硼酸、氯化锂、乙酸钴、草酸的质量比为：2:7:8:1:3。

所述的锂电池正极材料，由以下组分按照重量份制备而成：(NH₃CH₂CH₂NH₃)₂{Li₆ [V₁₂B₁₈O₅₄(OH)₈]}活性材料 80~85份，导电材料10~15份，粘接材料5~10份。

所述的活性材料在使用前需进行预处理：将晶体材料研磨成粉末，并将粉末置于120℃的真空干燥箱中干燥24小时。

所述的锂电池正极材料的应用：以锂片为负极，以1mol/L的LiPF₆为电解液，组装成扣式电池。

本发明的有益效果在于：

1）本发明的活性材料制备方法简单，原料廉价易得，易于获得；

2）本发明的活性材料为八面体单晶化合物，是一种全新的结构类型，作为锂电池正极材料使用，能使锂离子正极材料具备优良的电化学性能，如较高的首次充放电比容量，良好的离子电导率。

附图说明

图1是化合物(NH₃CH₂CH₂NH₃)₂{Li₆ [V₁₂B₁₈O₅₄(OH)₈]}的晶体结构示意图；

图2是化合物(NH₃CH₂CH₂NH₃)₂{Li₆ [V₁₂B₁₈O₅₄(OH)₈]}的XRD粉末衍射图；