一種鋰離子電池鋰釩氧化物正極材料的製備方法

2023-09-14 01:24:20 1

專利名稱：：一種鋰離子電池鋰釩氧化物正極材料的製備方法
技術領域：
：本發明涉及一種由活性材料製成的電極的製造方法，特別是鋰電池鋰釩氧化物正極材料的製備方法。
背景技術：
：在目前已商品化的鋰離子電池體系中，正極材料一般採用LiCo02或者LiM化(V其中LiCo02由於鈷資源的匱乏，導致其價格非常昂貴，而LiM化(^雖然價格便宜，但容量偏低，循環差，不適於用做動力型鋰離子電池體系，因此，尋找合適的性能優良且價格便宜的正極材料是當今研究活躍的領域。層狀鋰釩氧化物LiV308具有容量高、循環性能優良、原料來源豐富、價格便宜等優點，是一種適宜用做鋰離子動力型電池的正極材料。層狀鋰釩氧化物LiV308在目前的製備方法主要有水熱法、微波法、溶膠_凝膠法和共沉澱法等，這些方法製備的產品雖然電性能較好，但成本高，且製備條件苛刻，不適於大批量化生產來滿足日益增長的市場需求。高溫固相法工藝簡單，對設備要求低，原料來源簡單豐富，成本具有不可比擬的優勢，是目前工業化生產的主要方法，但是高溫固相法也存在缺點，所得到的產品穩定性差，電化學性能較差。
發明內容本發明的目的是提供一種鋰電池鋰釩氧化物正極材料的製備方法，所製成的鋰電池正極材料性能穩定、電化學性能好和生產工藝簡單、成本低。本發明的技術解決方案是，其特徵在於有以下步驟(1)按化學通式LiVl+xM3Y08/Cz將鋰源、釩源和參雜金屬的原子比混合均勻，然後加入相應的C原子比例的糖類物質，在球磨機中球磨6小時混合均勻，所述化學通式中0《x《0.l，O《y《0.02，0.5《z《1.2，M為Mg、Al、Zn、Cr、Mn、Ni、Co、Y、Nb、Zr、Ce、Nd、Sm元素的一種或幾種，C為蔗糖、葡萄糖或其他糖類衍生物、澱粉或澱粉衍生物、聚四氟乙烯、聚丙烯醯胺的熱裂解碳或導電劑人造石墨、天然石墨；(2)，將步驟(1)的混合物料在氮氣保護下於400-80(TC進行熱處理12小時，冷卻後即製成的鋰離子電子鋰釩氧化物正極材料。本發明與現有技術比較具有工藝簡單、成本低和製成的產品具有高的比能量、優良的循環充放電性能、空氣中十分穩定和電化學性能優異的顯著優點。具體實施例方式結合以下實例對本發明做詳細說明實施例一LiV2.97Mg。.。308/C。.8步驟一、按化學式LiV2.97Mg,08/C0.8將LiC03、NaV03、鎂源以x=O，y=0.01的原子比例混合均勻，然後加入對應碳原子比例z=0.8的蔗糖，在球磨機中球磨6小時混合均勻。步驟二、將步驟一中混合後的物料在氮氣保護下於400C進行熱處理12小時，冷卻後取出即得本發明的產品。實施例二LiL。5V2.94Al。.。3Zn。.。A/C。.5步驟一、按化學式LiL。5V2.94Al。.。3Zn。.。3(VC。.5將Li0H、NaV03、NH4V03、鋁源、鋅源以x=0.05，y=0.02(其中NaV03和NH4V03的用量比例為摩爾比3:1，AI和Zn的原子比例為i:i)的原子比例混合均勻，然後加入對應碳原子比例z二o.5的人造石墨，在球磨機中球磨6小時混合均勻。步驟二、將步驟一中混合後的物料在氮氣保護下於40(TC進行熱處理12小時，冷卻後取出即得本發明的產品。實施例三-LiusV^NcUA/Co.s步驟一、按化學式LiL05V2.94Nd0.608/C0.5將LiN03、、05、釹源以x=0.05，y=0.02的原子比例混合均勻，然後加入對應碳原子比例z=0.5的聚丙烯醯胺，在球磨機中球磨6小時混合均勻。步驟二、將步驟一中混合後的物料在氮氣保護下於80(TC進行熱處理24小時，冷卻後取出即得產品。實施例四-LiuUoo.sNio.A/Co.6步驟一、按化學式1^.。^2.94(:0。.3附。.308/(:。.6將LiC03、V203、鈷源、鎳源以X=0.04，y=0.02(其中Co和Ni的原子比例為1:1)的原子比例混合均勻，然後加入對應碳原子比例z=0.6的聚四氟乙烯，在球磨機中球磨6小時混合均勻。步驟二、將步驟一中混合後的物料在氮氣保護下於70(TC進行熱處理8小時，冷卻後取出即得本發明的產品。實施例五-LiuA.MYo.eOs/Cu步驟一、按化學式LiV3(1—。.DMg。.A/C。.s將1^0)3、、05、、04、鈷源、釔源以x=0.04，y=0.02(其中、05和、04的用量比例為摩爾比1:l，CO和Y的原子比例為1:1)的原子比例混合均勻，然後加入對應碳原子比例z=1.2的人造石墨或天然石墨，在球磨機中球磨6小時混合均勻。步驟二、將步驟一中混合後的物料在氮氣保護下於70(TC進行熱處理12小時，冷卻後取出即得本發明的產品。實施例六LiuV2.97Mn。.308/C。.8步驟一、按化學式LiuV2.97Mn。.A/C。.s將LiC03、NH4V03以x=0、y=0的原子比例混合均勻，然後加入對應碳原子比例z=0.8的蔗糖，在球磨機中球磨6小時混合均勻。步驟二、將步驟一中混合後的物料在氮氣保護下於60(TC進行熱處理16小時，冷卻後取出即得本發明的產品。表1實施例製備的鋰離子正極材料性能表4tableseeoriginaldocumentpage5權利要求一種鋰離子電池鋰釩氧化物正極材料的製備方法，其特徵在於有以下步驟(1)按化學通式LiV1+xM3YO8/CZ將鋰源、釩源和參雜金屬的原子比混合均勻，然後加入相應的C原子比例的糖類物質，在球磨機中球磨6小時混合均勻，所述化學通式中0≤x≤0.1，0≤y≤0.02，0.5≤z≤1.2，M為Mg、Al、Zn、Cr、Mn、Ni、Co、Y、Nb、Zr、Ce、Nd、Sm元素的一種或幾種，C為蔗糖、葡萄糖或其他糖類衍生物、澱粉或澱粉衍生物、聚四氟乙烯、聚丙烯醯胺的熱裂解碳或導電劑人造石墨、天然石墨；(2)，將步驟(1)的混合物料在氮氣保護下於400-800℃進行熱處理12小時，冷卻後即製成的鋰離子電子鋰釩氧化物正極材料。全文摘要本發明公開了一種鋰離子電池鋰釩氧化物正極材料的製備方法。本發明涉及一種由活性材料製成的電極的製造方法。本發明的目的是提供一種鋰電池鋰釩氧化物正極材料的製備方法，所製成的鋰電池正極材料性能穩定、電化學性能好和生產工藝簡單、成本低。本發明的技術解決方案是，有以下步驟(1)按化學通式LiV1+xM3YO8/CZ將鋰源、釩源和參雜金屬的原子比混合均勻，然後加入相應的C原子比例的糖類物質，在球磨機中球磨混合均勻，(2)將步驟(1)的混合物料在氮氣保護下於400-800℃進行熱處理12小時，冷卻後即製成的鋰離子電子鋰釩氧化物正極材料。本發明用於製備鋰離子電池鋰釩氧化物正極材料。文檔編號H01M4/1391GK101777646SQ20101011422公開日2010年7月14日申請日期2010年1月28日優先權日2010年1月28日發明者亓利言,劉建友,李敬磊,李紅安,李述中,楊保全,林玉燕,梁澤花,段愛梅,王濤,郝燕,郭思思,韓金東,駱華麗,高玉軍申請人:新鄉市中科科技有限公司;新鄉市格瑞恩新能源材料股份有限公司