[发明专利]一种在磷酸氧钒锂正极材料表面包覆磷酸铁锂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷酸氧钒锂正极材料的表面包覆方法。

背景技术

LiVOPO₄的理论容量达到159mAh/g，结构稳定，放电电压与其它正极活性物质相当（相对于金属锂为3.8-3.9V），但它不像LiFePO₄一样，合成时不一定需要还原气氛。尽管Li₃V₂⁽PO₄)₃在过渡金属磷酸盐中具有最高的理论比容量（197 mAh/g），但它具有3.6、3.7、4.1、4.6V等四个充放电平台，而这些平台的容量在实际应用中难以全部发挥。LiVOPO₄只有一个充放电平台，容量可以得到充分利用。同时，钒的资源非常丰富，我国钒的产量排名世界第三，而且钒的价格也比钴低得多，从材料成本来考虑，在我国研究和开发Li-V系正极材料比LiCoO₂正极材料更具有实际意义。LiVOPO₄的这些优点使其成为LiCoO₂的一个潜在替代者。

文献研究表明，LiVOPO₄作为正极材料应用于锂离子电池的最大瓶颈是LiVOPO₄的电子导电率低以及锂离子在其中扩散系数慢，导致其循环性能不理想。按传统技术一样单纯地将LiVOPO₄与导电助剂混合，难以解决此问题。

我们在专利CN101807691A和CN101841027A中公开了锂位钠掺杂和稀土掺杂的LiVOPO₄的制备方法，但迄今为止，还没有发现通过表面包覆LiFePO₄改善LiVOPO₄正极材料倍率性能和循环性能的研究报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LiVOPO₄正极材料表面包覆LiFePO₄的方法，产品显著提高了电极材料的倍率性能和循环性能。

本发明的目的是以如下方式实现的：将按照公知方法制备的LiFePO₄和LiVOPO₄按照一定的质量分数加入到机械融合装置中，不加任何助磨物质，干磨一定时间即可得到一定量LiFePO₄包覆的LiVOPO₄正极材料。

所述的用来包覆LiVOPO₄的物质LiFePO₄可以是纯的LiFePO₄,也可以是经任何改性（如掺杂、表面修饰等）后的LiFePO₄。

所述的助磨时间可以再5min至200min内变化。

本发明所指的包覆量是名义包覆量，不代表实际包覆量。本发明所述的LiFePO₄包覆量在0-50wt%。

本发明经过在LiVOPO₄表面包覆一层LiFePO₄，一方面可以有效降低电荷转移阻抗，另一方面可以减少电解质溶液与电极材料的直接接触，避免电解质溶液与电极材料之间副反应的产生，从而显著提高材料的倍率性能和循环性能。

采用本发明制备的磷酸氧钒锂作为正极材料的锂离子电池适用于各种移动电子设备或需要移动能源驱动的设备，例如移动电话、笔记本电脑、便携式照相机、电动自行车、电动汽车、混合电动汽车以及储能设备等。

具体实施方式：

实施例1

将按照公知方法制备的LiFePO₄ 0.500g和LiVOPO₄ 9.500g加入到机械融合装置中，不加任何助磨物质，干磨30min即可得到5wt%LiFePO₄包覆的LiVOPO₄正极材料。