[发明专利]钒酸钴锂及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种钒酸钴锂及其制备方法和应用。上述钒酸钴锂的制备方法包括如下步骤：将氢氧化锂水溶液与偏钒酸铵悬浊液混合均匀，维持反应温度为75℃以上，直至得到无色澄清溶液；将无色澄清溶液与醋酸钴水溶液混合均匀，维持反应温度为75℃以上，直至得到浅黄色悬浊液；以及将浅黄色悬浊液进行水热反应，维持反应温度为160℃～220℃，维持反应时间为18h～24h，得到钒酸钴锂。上述钒酸钴锂的制备方法能够控制得到的钒酸钴锂的形貌，且得到的钒酸钴锂的形貌规整、颗粒较小且均匀，有利于锂离子的扩散，从而有利于应用。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种钒酸钴锂及其制备方法和应用。

背景技术

在大型储能系统中的应用中如纯电动汽车(EV)和插电式混合动力汽车(PHEV)中的锂离子电池是最具发展前途的能源之一。传统的应用于交通领域的锂离子电池的正极材料为磷酸铁锂(LiFePO₄)。然而，磷酸铁锂正极材料具有放电电压较低(3.2V)、比容量中等缺点，导致能量密度较低，在电动车应用中逐渐不处于优势地位。

尖晶石结构的钒酸钴锂(LiCoVO₄)具有高能量密度、较高的电池电压、低成本以及相对于LiCoO₂和LiMnO₂的低毒性的优点，使其在可充电电池中成为最有前途的电极材料。

传统的钒酸钴锂的制备方法为高温固相法，然而，采用高温固相法合成的钒酸钴锂的形貌不规则，颗粒尺寸分布不均一，不利于应用。

发明内容

基于此，有必要针对传统的钒酸钴锂的制备方法得到的钒酸钴锂的形貌不规则、颗粒尺寸分布不均一的问题，提供一种形貌规则且颗粒尺寸分布均一的钒酸钴锂及其制备方法和应用。

一种钒酸钴锂的制备方法，包括如下步骤：

将氢氧化锂水溶液与偏钒酸铵悬浊液混合均匀，维持反应温度为75℃以上，直至得到无色澄清溶液；

将所述无色澄清溶液与醋酸钴水溶液混合均匀，维持反应温度为75℃以上，直至得到浅黄色悬浊液；

以及将所述浅黄色悬浊液进行水热反应，维持反应温度为160℃～220℃，维持反应时间为18h～24h，得到钒酸钴锂。

上述钒酸钴锂的制备方法能够控制得到的钒酸钴锂的形貌，且得到的钒酸钴锂的形貌规整、颗粒较小且均匀，有利于锂离子的扩散，从而有利于应用。

在其中一个实施例中，所述氢氧化锂水溶液中的氢氧化锂、所述偏钒酸铵悬浊液中的偏钒酸铵与所述醋酸钴水溶液中的醋酸钴的摩尔比为3.0～3.3:1～1.1:1～1.1。

在其中一个实施例中，将氢氧化锂水溶液与偏钒酸铵悬浊液混合均匀的操作为：将氢氧化锂水溶液逐滴滴加到偏钒酸铵悬浊液中。

在其中一个实施例中，维持反应温度为75℃以上，直至得到无色澄清溶液的操作为：维持反应温度为75℃～85℃，保温并持续搅拌，直至得到无色澄清溶液。

在其中一个实施例中，将所述无色澄清溶液与醋酸钴水溶液混合均匀的操作为：将所述无色澄清溶液逐滴滴加到醋酸钴水溶液中。

在其中一个实施例中，维持反应温度为75℃以上，直至得到浅黄色悬浊液的操作为：维持反应温度为75℃～85℃，保温并持续搅拌，直至得到浅黄色悬浊液。

在其中一个实施例中，所述浅黄色悬浊液的溶度为0.8mol/L～1.2mol/L。

在其中一个实施例中，将浅黄色悬浊液进行水热反应之前，还包括将所述浅黄色悬浊液进行超声的步骤，所述超声的时间为25min～35min。

一种钒酸钴锂，采用上述的钒酸钴锂的制备方法制备而成。