新型锂电池正极材料的多孔结构及制备方法与流程

本发明属于锂电池制备，具体涉及一种新型锂电池正极材料的多孔结构，还涉及一种新型锂电池正极材料的多孔结构制备方法。

背景技术：

1、随着社会的高速发展，矿物资源面临着枯竭的巨大危机，开发新一代能源迫在眉睫，在探索新能源的道路上，风能、地热能等可再生能源的发掘受到了广泛的关注，但是这些新能源都存在着可控性低等缺点，因此，研发出稳定的能源转换技术是获得可控且持续的新能源的必要条件，在众多的新型储能元件中，锂离子电池因其比能量密度高安全性能优异、制造成本低廉等优点，现已普及到各类数码产品当中成为了现代社会缺一不可的电源产品；

2、锂离子电池的性能主要取决于所用正负极材料的结构和性能，尤其是正极材料的优劣直接决定了电池性能的高低，因此，性能优异且价格低廉的正极材料一直以来都是锂离子电池研究的热点，近年来，(氟磷酸钒锂)livpo4f因其较高的能量密度(156mah/g)、稳定的充放电平台(4.2v)和较好的安全性能而备受关注；

3、经海量检索，发现现有技术中大多采用高温固相法、溶胶-凝胶法以及水热法等，研究发现，前述方法虽然具有高保持率和电化学性能，但是工艺难度较大、成本较高，不利于大规模工业化应用。

4、为解决上述问题，本申请中提出一种新型锂电池正极材料的多孔结构及制备方法。

技术实现思路

1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种新型锂电池正极材料的多孔结构及制备方法，具有保持率高、电化学性能好以及工艺难度低的特点。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：新型锂电池正极材料的多孔结构，采用氟磷酸钒锂作为锂电池正极材料，氟磷酸钒锂正极材料的形貌为多孔片状结构。

3、作为一种优选技术方案，氟磷酸钒锂正极材料的形貌为多孔纳米片结构。

4、本发明还公开了一种新型锂电池正极材料的多孔结构制备方法，所述制备方法包含如下步骤：

5、步骤一：将v2o4、nh4h2po4和乙炔黑按化学计量比球磨混合，得到混合物a；

6、步骤二：将得到的混合物a置于煅烧炉内煅烧制得中间体vpo4/c；

7、步骤三：按比例混合vpo4/c和lif，得到混合物b；

8、步骤四：将得到的混合物b置于煅烧炉内煅烧制得livpo4f/c正极材料。

9、作为一种优选技术方案，在步骤一中，v2o4、nh4h2po4和乙炔黑的化学计量比为8:1:1。

10、作为一种优选技术方案，在步骤二中，具体的煅烧步骤包括：

11、a、于300℃-400℃环境下煅烧2h；

12、b、于600℃-800℃环境下煅烧6h。

13、作为一种优选技术方案，两次煅烧的温度分别为300℃、600℃。

14、作为一种优选技术方案，两次煅烧的温度分别为350℃、700℃。

15、作为一种优选技术方案，两次煅烧的温度分别为400℃、800℃。

16、作为一种优选技术方案，在步骤三中，vpo4/c和lif的混合比例为1:1，并加入5％质量分数的葡萄糖作为碳包覆的碳源。

17、作为一种优选技术方案，在步骤三中，煅烧的温度为750℃，煅烧时长为1.5h。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的新型锂电池正极材料的多孔结构及制备方法，制备方便、成本低，制得的livpo4f/c正极材料具有均匀的碳包覆层和较小的粒径尺寸，保持率和电化学性能均得到大幅度提升。

19、本申请其他附加的优点和有益效果将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

技术特征：

1.新型锂电池正极材料的多孔结构，其特征在于：采用氟磷酸钒锂作为锂电池正极材料，氟磷酸钒锂正极材料的形貌为多孔片状结构。

2.根据权利要求1所述的新型锂电池正极材料的多孔结构，其特征在于：氟磷酸钒锂正极材料的形貌为多孔纳米片结构。

3.新型锂电池正极材料的多孔结构制备方法，其特征在于：所述制备方法包含如下步骤：

4.根据权利要求3所述的新型锂电池正极材料的多孔结构制备方法，其特征在于：在步骤一中，v2o4、nh4h2po4和乙炔黑的化学计量比为8:1:1。

5.根据权利要求3所述的新型锂电池正极材料的多孔结构制备方法，其特征在于：在步骤二中，具体的煅烧步骤包括：

6.根据权利要求5所述的新型锂电池正极材料的多孔结构制备方法，其特征在于：两次煅烧的温度分别为300℃、600℃。

7.根据权利要求5所述的新型锂电池正极材料的多孔结构制备方法，其特征在于：两次煅烧的温度分别为350℃、700℃。

8.根据权利要求5所述的新型锂电池正极材料的多孔结构制备方法，其特征在于：两次煅烧的温度分别为400℃、800℃。

9.根据权利要求3所述的新型锂电池正极材料的多孔结构制备方法，其特征在于：在步骤三中，vpo4/c和lif的混合比例为1:1，并加入5％质量分数的葡萄糖作为碳包覆的碳源。

10.根据权利要求3所述的新型锂电池正极材料的多孔结构制备方法，其特征在于：在步骤三中，煅烧的温度为750℃，煅烧时长为1.5h。

技术总结
本发明属于锂电池制备技术领域，尤其为新型锂电池正极材料的多孔结构，采用氟磷酸钒锂作为锂电池正极材料，氟磷酸钒锂正极材料的形貌为多孔片状结构；制备方法包含如下步骤：步骤一：将V2O4、NH4H2PO4和乙炔黑按化学计量比球磨混合，得到混合物A；步骤二：将得到的混合物A置于煅烧炉内煅烧制得中间体VPO4/C；步骤三：按比例混合VPO4/C和LiF，得到混合物B；步骤四：将得到的混合物B置于煅烧炉内煅烧制得LiVPO4F/C正极材；本发明的新型锂电池正极材料的多孔结构及制备方法，制备方便、成本低，制得的LiVPO4F/C正极材料具有均匀的碳包覆层和较小的粒径尺寸，保持率和电化学性能均得到大幅度提升。

技术研发人员：许朝勇,罗仙科,周吉鑫
受保护的技术使用者：深圳市三和朝阳科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15