[发明专利]一种海胆状锂离子电池正极材料的制备方法

说明书

一种海胆状锂离子电池正极材料的制备方法，将NH₄VO₃均匀溶解在乙二醇和水的溶剂中得到NH₄VO₃溶液；采用草酸溶液调节NH₄VO₃溶液的pH然后在超声环境下反应得到A溶液；将A溶液放置在内衬为聚四氯乙烯的反应釜中，将反应釜设置在均相水热反应中反应得悬浮液；反应结束后自然冷却至室温，分别用水和乙醇交替清洗后真空干燥即得到海胆状锂离子电池正极材料。为了改善NH₄V₃O₈的结构和性能，本发明通过调整水热反应时溶剂的不同种类来合成具有海胆状形貌的锂离子电池正极材料，这种形貌能有效的解决电极活性物质与电解液不能充分接触的问题，有效的提高了与电解液的接触面积，促进了锂离子的快速传输，提高了NH₄V₃O₈的电化学性能。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法，具体涉及一种海胆状锂离子电池正极材料的制备方法。

背景技术

人类的发展很大程度上依赖能源的不断更新。当今社会的能源主要来自于石油，煤和天然气等化石燃料，而这些化石燃料的消耗产生的二氧化碳和其它有毒颗粒引起的温室效应和城市污染等问题越来越受到人们的重视，如何更加有效的利用现有能源，寻找绿色环保的新能源和发展新型高效的储能技术是现在科学发展的热点和难点。

可循环充放电的二次电池是储能技术的重要组成部分，自从索尼公司首次推出以石墨焦作为负极，以作为正极的商业化锂离子二次电池以来，经过二十多年的不断发展，锂离子电池已经成为继铅酸电池、镍铬电池、镍氧电池之后的一种重要的储能设备，广泛的应用于笔记本电脑，数码相机和手机等移动数码设备，对于电动汽车的发展也就有广阔的前景。与其它二次电池相比，锂离子电池具有比能量高、放电电压高、工作温度范围宽和自放电小等优点，同时对环境污染较小，是一种相对绿色的二次电池，。近年来，锂离子电池已成为城市电动交通工具的主要动力源。开发具有更高能量密度，更好循环性能和安全性能的锂离子电池已成为当今新能源技术研究的重要组成部分。

具有层状结构的钒酸铵(如NH4V3O8、NH4V4O10)因其独特的结构，不仅可以作为正极材料用于锂离子电池，还可用于超级电容器、气敏原件及催化领域，具有广阔的研究前景。由于VO3-的水解和缩聚过程与溶液pH值、温度等条件息息相关，制备工艺与合成条件对钒酸铵的结构和电化学性能影响很大。目前通过水浴和水热合成方法主要合成的NH4V3O8材料的形貌主要有纳米带、纳米棒、片状，通过控制反应溶液的pH值、温度、NH₄VO₃浓度及反应时间，可得到不同结构和电化学性能的NH₄V₃O₈。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电化学性能好，循环稳定性好，具有合成工艺简单，产物化学组成均一的海胆状锂离子电池正极材料的制备方法，所制备的锂电池的正极材料具有三维网状钒酸铵纳米晶体。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

步骤1，将NH₄VO₃均匀溶解在乙二醇和水的溶剂中，得到NH₄⁺浓度为0.01-0.1mol/L的NH₄VO₃溶液；

步骤2，采用草酸溶液调节NH₄VO₃溶液的pH值至2-4，然后在超声环境下反应0.5-2h，得到A溶液；

步骤3，将A溶液放置在内衬为聚四氯乙烯的反应釜中，将反应釜设置在均相水热反应中，在水热温度为160-200℃下反应4-8h得悬浮液；