[发明专利]基于化学转换反应锂离子电池正极材料BiPO4的制备方法及用于制作的锂离子电池

摘要

本发明公开了一种基于化学转换反应锂离子电池正极材料BiPO4的制备方法及用于制作的锂离子电池。本发明具有如下的技术效果，提出了基于化学转换反应锂离子电池正极材料BiPO4的制备方法及用于制作的锂离子电池，所述正极材料BiPO4包括含结晶水的六方型、未含结晶水的低温单晶型及高温单晶型三种晶型。正极材料BiPO4具有3.1V左右的理论输出电压，265.5mAh g-1的理论放电比容量，830.5Whkg-1的理论质量能量密度，及5253.1Wh L-1的体积能量密度，0.1C倍率下首次放电比容量均大于240mAhg-1。且制备工艺简单易控，原材料成本低廉，环境友好，可进行大规模产业化生产，是一类很有潜力的新型正极材料。将制得的三种不同晶型的正极材料BiPO4应用于锂离子电池中，具有很好的应用前景。

主权项

一种基于化学转换反应的锂离子电池正极材料BiPO4的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将铋(III)盐在质量百分比为5‑45％的醋酸溶液中在0～80℃下搅拌使之溶解，得到铋盐醋酸溶液；(2)在0.05～1.0mol L‑1铋盐醋酸溶液中，加入分子量为1000～10000、体积质量浓度为1～20g L‑1的聚乙二醇和体积尝试为5～200mL L‑1乙醇的混合物作为分散剂，加入体积质量浓度为0.1～10g L‑1OP或体积质量浓度为0.1～10g L‑1三乙醇胺作乳化剂，得到铋盐混合溶液；(3)将与铋(III)同等摩尔量的可溶性磷酸盐或H3PO4溶于去离子水中，得到0.05～1.0mol L‑1磷酸盐或H3PO4溶液；(4)在搅拌下，将铋盐混合溶液在0～45℃下加入到磷酸盐或H3PO4溶液中，即得到BiPO4沉淀；(5)将所得到BiPO4沉淀过滤、洗涤，在45～100℃真空干燥，得到六方型锂离子电池正极材料BiPO4。(6)将所得六方型BiPO4在300～800℃焙烧得到低温单晶型锂离子电池正极材料BiPO4；或将所得六方型BiPO4在850～1500℃焙烧得到高温单晶型锂离子电池正极材料BiPO4。