[发明专利]一种同质异构二相磷酸钒锂/磷酸钒钠/碳复合正极材料及其制备方法与应用

摘要

本发明涉及一种同质异构二相磷酸钒锂/磷酸钒钠/碳复合正极材料及其制备方法与应用，所述磷酸钒锂为单斜相和斜方相并存的同质异构二相磷酸钒锂，所述磷酸钒钠为斜方相磷酸钒钠，所述碳为无定型碳。该方法采用生物模板、表面改性、水热反应和碳热还原技术相结合，制备由单斜与斜方磷酸钒锂、斜方磷酸钒钠及碳相组成的复合材料，颗粒分散性好，颗粒较均匀，具有良好的电化学性能，可作为正极材料用于高性能锂离子电池。

主权项

1.一种同质异构二相磷酸钒锂/磷酸钒钠/碳复合正极材料的制备方法，该复合正极材料的化学表达式为Li₃V₂(PO₄)₃/Na₃V₂(PO₄)₃/C，其中，所述磷酸钒锂为单斜相和斜方相并存的同质异构二相磷酸钒锂，所述磷酸钒钠为斜方相磷酸钒钠，所述碳为无定形碳，单斜磷酸钒锂、斜方磷酸钒锂、斜方磷酸钒钠与碳的质量比为（25~35）:（40~55）:（10~18）:（5~8），制备方法包括步骤如下：（1）将酵母培养液于30~40℃条件下培养0.5~2h，离心后得到培养后酵母；（2）按照摩尔比V:C₂H₄O₂:水=（1~3）:（2~5）:（200~400），将钒源与草酸加入到蒸馏水中，于65~75℃加热搅拌30‑60min，然后按质量比V: 干酵母=（10~14）:（3~8），加入培养后酵母，混合均匀后得到溶液1；（3）按照质量比干酵母:表面活性剂 =1:(0.5~2)，向溶液1中加入表面活性剂，于65~75℃加热搅拌30~60min，得到溶液2；（4）按照摩尔比Li:Na:V:PO₄^3‑ =（4~8）: （0.5~3）: （3~6）: （5~10），向溶液2中先后加入锂源、钠源以及磷源，混合均匀后得到溶液3；（5）将溶液3置于温度160~200℃水热处理18~36h，冷却后，取沉淀物干燥得到前驱体；（6）将步骤（5）的前驱体在氮气保护下，于700～900℃下煅烧6～10h，冷却后得到同质异构二相Li₃V₂(PO₄)₃/Na₃V₂(PO₄)₃/C复合材料。