[发明专利]磷酸铁锂·磷酸钒锂/碳原位复合正极材料的制备方法

权利要求书

1.一种LiFePO₄·Li₃V₂(PO₄)₃/C原位复合正极材料的制备方法，其特征在于，步骤如下：

(1)将铁源溶于去离子水中，配制摩尔浓度为0.3～0.8mol/L的铁离子溶液，记为溶液A；

将钒源溶于草酸溶液中，配制摩尔浓度为0.3～0.8mol/L的钒离子溶液，记为溶液B；

将活化后的酵母置于去离子水中，配制质量浓度为20～40％的酵母悬液，记为溶液C；

(2)按照FeVO₄的化学计量比，将步骤(1)制得的溶液A和溶液B加入到溶液C中，搅拌吸附2～3h，然后用氨水调节pH至2～4，搅拌1～2h，过滤取沉淀，水洗后，80～120℃干燥，制得FeVO₄前驱体；

(3)按VOPO₄化学计量比，将偏钒酸铵和磷酸氢二铵置于去离子水中，混合均匀，然后搅拌加热至100～140℃，搅拌2～4h，混合溶液中钒离子的摩尔浓度为0.1～0.3mol/L，过滤取沉淀，水洗后，80～120℃干燥制得VOPO₄前驱体；

(4)按照FePO₄的化学计量比，向步骤(1)制得的溶液C中按比例加入溶液A和摩尔浓度为0.3～0.8mol/L的磷源溶液，搅拌1～2h，然后用氨水调节pH至2～4，搅拌2～3h，过滤取沉淀，水洗后，80～120℃干燥制得FePO₄前驱体；

(5)按LiFePO₄和Li₃V₂(PO₄)₃的化学计量比将步骤(2)制得的FeVO₄前驱体或步骤(3)制得的VOPO₄前驱体与钒盐、步骤(4)制得的FePO₄前驱体、锂源和磷源混合，使LiFePO₄与Li₃V₂(PO₄)₃的摩尔比为(7～9):(1～3)，然后加入碳源，碳原子与Li原子的摩尔比为1.75～2.2：1，经混合研磨，80～120℃干燥制得混合料；

(6)将步骤(5)制得的混合料在氮气气氛条件下，经300～550℃热处理2～3h后，升温至600～800℃热处理2～3h，制得LiFePO₄·Li₃V₂(PO₄)₃/C原位复合正极材料。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，铁离子溶液的摩尔浓度为0.5mol/L，钒离子溶液的摩尔浓度为0.5mol/L；所述步骤(4)中，磷源溶液的摩尔浓度为0.5mol/L。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，钒离子溶液采用如下方法制备：

将偏钒酸铵或五氧化二钒加入到0.2～0.5mol/L草酸溶液中，在70℃、200～300r/min条件下加热搅拌1～2h，即得钒离子溶液；

优选的，所述步骤(1)中，活化后的酵母采用如下方法制备：

将鲜酵母按1～2％的质量比接种于质量浓度为2～4％的葡萄糖溶液中，30～37℃活化培养0.5～1h，过滤取沉淀，水洗沉淀2～3次，即得活化后的酵母；优选的，所述鲜酵母为高活性干酵母。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，铁源为氯化铁或硝酸铁；钒源为偏钒酸铵或五氧化二钒。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，溶液A与溶液C的体积比为(3～5)：1。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)、(3)和(4)中，搅拌条件为200～300r/min；优选的，所述步骤(2)和(4)中，氨水浓度为0.5ml/L。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，混合溶液中钒原子的摩尔浓度为0.2mol/L。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，溶液A与溶液C的体积比为(12～16)：1。