[发明专利]磷酸钒锂正极材料及其制备方法以及正极片

说明书

本发明公开一种磷酸钒锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：以摩尔比n(Li)：n(V)：n(P)：n(H₂C₂O₄)＝3:2:3:2称取LiOH·H₂O、V₂O₅、NH₄H₂PO₄及H₂C₂O₄原料；往蒸馏水中加入盐酸，再加入V₂O₅原料搅拌至完全溶解；再加入LiOH·H₂O、NH₄H₂PO₄及H₂C₂O₄原料搅拌直至完全溶解；加入5％‑10％wt苯胺，在60℃磁力下搅拌，蒸干得到绿色凝胶，再将凝胶在80℃条件下干燥得到绿色干凝胶；将干凝胶以300℃温度于空气气氛中研磨3‑5h；再于700‑900℃的温度环境中煅烧3‑5h，将煅烧产物静置冷却后研磨成粉末。本发明以草酸为还原剂，在磷酸钒锂中掺杂苯胺，有利于锂离子的嵌入与脱出。另外，在Li₃V₂(PO₄)₃内以导电聚合物苯胺部分取代较贵而有毒的V³⁺，使部分V³⁺游离出来，既提高了活性元素V³⁺的利用率，又降低了材料成本。

【技术领域】

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种磷酸钒锂正极材料及其制备方法以及正极片。

【背景技术】

目前，以磷酸根聚阴离子为基础的正极材料具有环保、安全性能好、成本低廉、结构稳定及电化学性能较好的优点。其中，这类材料的代表之一是磷酸钒锂。目前，磷酸钒锂的制备方法有高温固相法、溶胶凝胶法、热液法、掺杂法及软化学法。然而，上述各类制备方法制得的正极材料的放电容量还有进一步提升的空间；同时现有的钒金属材料较贵，使得制备成本较高。

鉴于此，实有必要提供一种磷酸钒锂正极材料及其制备方法以及正极片以克服上述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种磷酸钒锂正极材料及其制备方法以及正极片，旨在改善磷酸钒锂作为正极材料制成的锂电池比容量不够高即制备成本较高的问题，提升磷酸钒锂作为正极材料的电化学性能，降低材料成本。

为了实现上述目的，本发明一方面提供一种磷酸钒锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：以摩尔比n(Li)：n(V)：n(P)：n(H₂C₂O₄)＝3:2:3:2称取LiOH·H₂O、V₂O₅、NH₄H₂PO₄及H₂C₂O₄原料；

步骤二：往蒸馏水中加入盐酸，再加入所述V₂O₅原料搅拌至完全溶解；再加入所述LiOH·H₂O、所述NH₄H₂PO₄及所述H₂C₂O₄原料搅拌直至完全溶解得到溶液A；其中，蒸馏水与盐酸的体积比为5:1；

步骤三：往所述溶液A中加入苯胺，在60℃磁力下搅拌得到蓝绿色溶液B；将所述溶液B蒸干得到绿色凝胶，再将所述凝胶在80℃条件下干燥得到绿色干凝胶；其中，所述苯胺的质量百分数为5％-10％；

步骤四：将所述干凝胶以300℃温度于空气气氛中研磨3-5h；再于700-900℃的温度环境中煅烧3-5h，将煅烧产物静置冷却后研磨成粉末，即得掺杂苯胺的磷酸钒锂正极材料。