[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

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述的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：所述铋(III)盐为硝酸铋、次硝酸铋、碱式硝酸铋、酒石酸铋、硫酸铋、柠檬酸铋、草酸铋的一种或一种以上。

3.根据权利要求1所述的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：所述的可溶性磷酸盐为(NH₄)₂HPO₄、NH₄H₂PO₄、Na₃PO₄、K₃PO₄、H₃PO₄的一种或一种以上。

4.一种用锂离子电池正极材料BiPO₄制作的锂离子电池，其特征在于：

(1)将锂离子电池正极材料BiPO₄、导电剂、粘结剂按重量比7～10∶0.5～2∶0.5～2进行混合，按正极材料：溶剂按1∶1～5的质量比加入溶剂，混合均匀后涂布在集流体铝箔上，烘干碾压成锂离子电池正极片；

(2)将锂离子电池正极片、电解液、隔膜、负极片组装成锂离子电池。

5.根据权利要求4所述的一种用锂离子电池正极材料BiPO₄制作的锂离 子电池，其特征在于：所述导电剂为乙炔黑、石墨、导电炭黑、碳纳米管或石墨烯的一种或一种以上。

6.根据权利要求4所述的一种用锂离子电池正极材料BiPO₄制作的锂离子电池，其特征在于：所述粘结剂为聚偏氟乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯、聚氨酯或聚乙烯的一种或一种以上。

7.根据权利要求4所述的一种用锂离子电池正极材料BiPO₄制作的锂离子电池，其特征在于：所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃或丙酮的一种或一种以上。

8.根据权利要求4所述的一种用锂离子电池正极材料BiPO₄制作的锂离子电池，其特征在于：所述电解液为LiClO₄、LiBF₄或LiPF₆锂盐的有机溶质一种或几种的混合物，溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯的一种或一种以上。