[发明专利]一种包含空心球状颗粒的锂离子电池负极材料的制备方法

说明书

一种包含空心球状颗粒的锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将钒源加入水中，加热搅拌，再加入磷源，加热搅拌；（2）将高分子表面活性剂加入水中，加热搅拌，然后加入多壁碳纳米管，超声处理；（3）将步骤（1）所得溶液加入步骤（2）所得悬浮液中，搅拌；（4）喷雾干燥，得V₂(PO₄)O/CNTs材料的前驱体；（5）在还原气氛下进行热处理，即包含空心球状颗粒V₂(PO₄)O锂离子电池负极材料V₂(PO₄)O/CNTs。本方法操作简单，成本低，适宜于工业化生产。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池负极材料的制备方法，具体涉及一种包含空心球状颗粒V₂(PO₄)O锂离子电池负极材料V₂(PO₄)O/CNTs的制备方法。

背景技术

随着人们对锂离子电池需求的日益増长，开发低成本、高容量的二次电池体系迫在眉睫。锂离子电池是目前最具应用前景的二次电池，其中的能量储存和转换均发生在正负极材料内，研制具有稳定脱/嵌能力的电极材料，可以提高并改善锂离子电池的性能，尤其对动力型及混合动力型锂离子电池的研发具有十分重要的意义。

在众多锂离子电池负极材料中，由于钒储量高，价格低廉和对环境的友好（与其他过渡金属元素相比）等特点，所以钒基材料受到了广大研究者的追捧。同时，研究广泛的PO₄^3-离子，其3D框架结构稳定，可以在锂离子脱嵌过程中提供稳定的材料框架，缓解材料的应力，从而提高材料的循环性能。

目前，锂离子电池负极材料V₂(PO₄)O/C已有研究者采用水热法成功制备，并发表了相关的论文（A new anode material for high performance lithium-ion batteries:V₂(PO₄)O/C ），对V₂(PO₄)O/C材料的探索取得了一定的成绩。但其制备工艺重复性和一致性差，无法应用于大规模工业生产。并且制备出的复合材料V₂(PO₄)O/C比容量较低，无法满足市场需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种包含空心球状颗粒V₂(PO₄)O锂离子电池负极材料V₂(PO₄)O/CNTs的制备方法，该方法所制得的负极材料V₂(PO₄)O/CNTs纯度高，用该负极材料组装的锂离子电池比容量高，循环稳定性好，制备方法操作简便，制备成本低，适宜于工业化生产。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种包含空心球状颗粒的锂离子电池负极材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将钒源加入水中，加热并持续搅拌，直至溶解，再加入磷源，加热并持续搅拌，直至溶解，得溶液A；

（2）将高分子表面活性剂加入水中，加热并持续搅拌，直至溶解，再加入多壁碳纳米管，进行超声处理，得悬浮液B；

（3）将步骤（1）所得溶液A加入悬浮液B中，持续搅拌，得悬浮液C；

（4）将步骤（3）所得悬浮液C进行喷雾干燥，得V₂(PO₄)O/CNTs材料的前驱体；