[发明专利]导电聚合物衍生碳包覆Li3

说明书

本发明公开了一种导电聚合物衍生碳包覆Li3V2(PO4)3‑xFx锂离子电池阴极材料及其制备方法，包括以下步骤：1）制备导电聚合物；2）称取偏钒酸铵、磷酸二氢铵、氟化锂、一水氢氧化锂和一水柠檬酸；3）将称取的物质置于球磨罐，球磨并干燥；4）加入制备的导电聚合物再球磨后干燥；5）在充满惰性气体的管式炉中两步煅烧，制备得到导电聚合物衍生碳包覆Li3V2(PO4)3‑xFx锂离子电池阴极材料。作为具体实施例，本发明制备的聚苯胺衍生碳包覆Li3V2(PO4)3‑xFx锂离子电池阴极材料具有高的嵌锂比容量、高倍率能力和很好的锂离子脱嵌可逆性，不但可以提高锂离子电池的实际比容量，而且可以大大地延长其循环使用寿命。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池阴极材料及其制备方法，特别涉及一种导电聚合物衍生碳包覆Li3V2(PO4)3-xFx 锂离子电池阴极材料及其制备方法。

背景技术

自1859年Gaston Plante提出铅-酸电池概念以来，化学电源界一直在探索新的高比能量、循环寿命长的二次电池。1990年日本SONY公司率先研制成功并实现商品化的锂离子电池，在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等多方面展示了广阔的应用前景和潜在的巨大经济效益，迅速成为近几年广为关注的研究热点。

开发锂离子电池电极材料的最关键是寻找一种合适的阴极材料，使电池具有合适的充放电电压区间、足够高的锂嵌入量和较好的锂离子脱嵌可逆性，以保证电池的高电压、大比容量和长循环寿命。钴酸锂、锰酸锂和三元材料因具有较高的比容量已在商业锂离子电池中得到应用，并展示出良好的电化学行为，但还存在诸多问题，如原料来源问题、理论比容量偏低等缺陷，已逐渐不能满足日益增长的能源需求。基于磷酸根聚阴离子的框架材料，由于其良好的结构稳定性，高安全性和非凡的电化学性能，被公认为有前途的替代正电极。特别是单斜相的Li3V2(PO4)3吸引了很多的关注。其原因在于：Li3V2(PO4)3来源丰富、价格低廉、热稳定好和具有3 D开放的刚性框架有利于于快速锂离子嵌入和脱出，且具有很高的理论比容量(133和197 mAh·g-1，当两个和三个Li+分别地可逆地脱嵌)平均工作电压(4.0V vs. Li/Li+)。这使得单斜相Li3V2(PO4)3作为高能量密度锂离子电池的阴极成为可能。然而单斜相Li3V2(PO4)3同样存在着本征电子导电率低，倍率性能和比容量保持率也不太好等问题，严重限制了它的实际应用。