[发明专利]一种碳包覆纳米五氧化二钒锂电池正极材料及其液相原位制备方法

说明书

本发明涉及锂电池电极材料制备技术领域，公开了一种碳包覆纳米五氧化二钒锂电池正极材料及其液相原位制备方法。该方法包括以下步骤：(1)用水溶解十六烷基三甲基溴化铵，搅拌；(2)将三异丙醇氧钒溶液滴加到步骤(1)所得溶液中，搅拌；(3)将步骤(2)所得混合溶液转入反应釜中进行水热反应；(4)对步骤(3)所得产物洗涤、干燥，然后进行低温热处理。该方法将十六烷基三甲基溴化铵溶液与三异丙醇氧钒溶液混合后进行水热反应，然后将所得产物进行洗涤、干燥和低温热处理后得到碳包覆纳米五氧化二钒锂电池正极材料，该碳包覆纳米五氧化二钒锂电池正极材料的可逆充放电比容量高，且碳膜包覆均匀，碳膜不易脱落，电化学性能好。

技术领域

本发明涉及锂电池电极材料制备技术领域，具体涉及一种碳包覆纳米五氧化二钒锂电池正极材料及其液相原位制备方法。

背景技术

目前，锂离子电池被广泛应用于新能源汽车的动力源，其正极材料的性能对于电池的性能影响较大。而五氧化二钒是极具潜力的带有层状结构的正极材料，当对应2mol嵌锂量时，其理论可逆充放电比容量可达294mAhg^-1，比商业正极材料LiFePO₄(170mAhg^-1)和LiCoO₂(140mAhg^-1)都要高，因此，在当今不断追求提高电池能量密度的情况下，五氧化二钒锂电池正极材料有着广阔的发展前景。将五氧化二钒制备成纳米形态有利于提升其电化学性能，同时碳包覆有助于提高电极材料的导电性能。通常碳包覆都是在固相条件下完成，这虽然便于工业化实施，但是存在碳膜包覆不均匀，碳膜容易脱落等问题，因此，本发明提出了一种液相制备碳包覆五氧化二钒锂电池正极材料的方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的固相制备碳包覆锂电池正极材料存在碳膜包覆不均匀，碳膜容易脱落的问题，提供了一种碳包覆纳米五氧化二钒锂电池正极材料及其液相原位制备方法，该方法通过液相原位碳包覆制备的碳包覆纳米五氧化二钒锂电池正极材料的碳膜包覆均匀，碳膜不易脱落，且该方法制备的碳包覆纳米五氧化二钒锂电池正极材料的可逆充放电比容量较高。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种碳包覆纳米五氧化二钒锂电池正极材料液相原位制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)用水溶解十六烷基三甲基溴化铵，搅拌；

(2)将三异丙醇氧钒溶液滴加到步骤(1)所得溶液中，搅拌；

(3)将步骤(2)所得混合溶液转入反应釜中进行水热反应；

(4)对步骤(3)所得产物洗涤、干燥，然后进行低温热处理。

优选地，在步骤(1)中，用水溶解后得到的十六烷基三甲基溴化铵溶液的浓度为6-10g/L。

优选地，在步骤(2)中，所述三异丙醇氧钒溶液的浓度为6-10g/L。

优选地，在步骤(1)和步骤(2)中，所述搅拌时间均为0.8-1.5小时。

优选地，在步骤(2)中，十六烷基三甲基溴化铵溶液与三异丙醇氧钒溶液的体积比为4-5:1。

优选地，在步骤(3)中，所述水热反应的反应温度为110-130℃；所述水热反应的反应时间为10-15小时。

优选地，在步骤(4)中，所述洗涤次数为2-5次。

优选地，在步骤(4)中，所述干燥温度为75-85℃；所述干燥时间为10-15小时。

优选地，在步骤(4)中，所述低温热处理的温度为300-400℃；所述低温热处理的时间为5-8小时。

本发明第二方面提供了由前文所述的方法制备的碳包覆纳米五氧化二钒锂电池正极材料。