[发明专利]一种磷酸钒锂正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种磷酸钒锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：1)将NH₄VO₃、LiOH、NH₄H₂PO₄和葡萄糖按一定质量比加入一定量去离子水中，水浴加热60‑80℃，搅拌制成浆料；2)将浆料通入喷雾干燥机经雾化喷出，得到前驱体，同时在喷头切向方向送入干燥气流，气流方向与溶液喷出方向同向；3)将所制得的前驱体收集并称量，称取占前驱体质量6％‑8％的葡萄糖，与前驱体混合后置于连续式烧结炉中，烧结温度600‑800℃，在氮气保护下烧结6‑8h，在烧结前预通氮气确保无氧环境；4)烧结完成的正极材料自然冷却后，粉碎研磨过筛，形成最终产品。本发明的磷酸钒锂具有良好的电化学稳定性，节省能耗、安全、质量稳定，物性均匀。

技术领域

本发明属于锂离子技术领域，具体涉及一种磷酸钒锂正极材料的制备方法。

背景技术

锂离子电池以其比容量高、循环性能优异、功率密度大等特点在新能源的存储设备中成为综合性能最好的二次电池体系。电极材料作为锂离子电池的核心和技术关键，决定了锂离子电池综合性能的优劣。目前，已受到广泛应用的锂离子电池正极材料有LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiNiO₂、三元材料、富锂材料、LiFePO₄及Li(FeMn)PO₄等。在这些材料中，磷酸盐正极材料由于其稳定的电化学性能和超长的循环寿命而备受关注。

相较于LiFePO₄正极材料只能对锂离子进行单通道传递，且电压较低、比能量相对较差的特点，Li₃V₂(PO₄)₃正极材料具有高稳定性、高安全性，同时具备三维锂离子扩散通道、大电流充放电性能、低温性能等优点。成为了锂离子电池正极材料研究中又一较为热门的研究对象。

Li₃V₂(PO₄)₃正极材料具有两种晶相，一种为单斜晶系，一种为菱方晶系。菱方晶系具有典型的钠离子导体结构，为R-3空间群。其中的V₂(PO₄)₃骨架结构由正八面体和正四面体公用顶点连接。在这样的菱方晶系结构下电池自身的可逆性较差，不利于锂离子在该结构中嵌入和脱出，导致电池容量较低。同时由于热稳定性不高，给合成过程带来问题，量产较差。单斜晶系存在三维骨架结构，是由正八面体和正四面体通过对角连接而成。锂离子在此结构下扩散方向出现多向选择，扩散系数大大提升，从而具有较高的大电流充放潜力。