[发明专利]一种掺杂Gd的锂离子电极材料

说明书

本发明公开了一种掺杂Gd的电极材料。该电极材料是以Li₂CO₃、FeC₂O₄・2H₂O 、NH₄H₂PO₄、WO₃、Gd作为原料，将其按一定原子比例配料，先用丙酮清洗后，再进行球磨，然后晾干，再真空密封于石英玻璃管中，最后高温烧结即得一种复合电极材料。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电极材料及其制备工艺，特别涉及一种添加Gd和W元素的锂离子电极材料及其制备方法，属于电池电极材料领域。

背景技术

锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。目前常见的锂离子电池正极材料有橄榄石结构的磷酸铁锂等，LiFePO₄属于较新的正极材料，其安全性高、成本较低，但存在室温电导率低，放电电压低（3.4V）等缺点，都制约了自身的进一步应用。

有文献指出，稀土元素能够代替了Li的位置，很好的融入到橄榄石结构中，且能够改提高LiFePO₄的导电率，W元素能够改善LiFePO₄的电化学性能。本发明通过再通过球磨工艺、高温固相法掺杂稀土Gd元素和过渡金属W元素，制备一种复合锂离子电池正极材料，弥补纯磷酸铁锂电极材料的不足。

发明内容

本发明的目的是提供一种掺杂Gd的电极材料。该电极材料的制备工艺包括如下步骤：

⑴取适量化学纯的FeC₂O₄・2H₂O 、Li₂CO₃、NH₄H₂PO₄、WO₃和金属Gd粉末作为原料，按照Li_1-xFe_0.9W_0.1Gd_xPO₄（0.01≤X≤0.1）的原子比例配料；

⑵将配好的原料一起倒入丙酮溶液中进行清洗并过滤；

⑶将过滤收集的原料混合物再一起倒入球磨罐中，并添加适量的蔗糖和钢球，在丙酮的保护下，用行星式球磨机进行球磨；

⑷球磨一段时间后，把合金微粉取出并晾干；

⑸将晾干的粉末装入石英玻璃管中，进行真空密封；

⑹把玻璃管投入水中，检验其是否密封完全，若无气泡，则可检验其密封性良好；

⑺再将玻璃管放入高温炉中，进行煅烧，煅烧后取出管内粉末即得一种复合离子电极材料。

优先地，在步骤⑶中，球料比为15-20，行星式球磨机速度控制250-350 r/min运行。

优先地，在步骤⑷中，用行星式球磨机进行球磨的时间为20-40h。

优先地，在步骤⑺中，高温煅烧温度为700-900℃，时间控制在10-15h。

本发明具有下列优点和特性：

⑴制备的电极材料粉末电率高，容量大；

⑵制备工艺简单，流程短。

实施例一：