[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

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷酸铁锂·磷酸钒锂/碳(LiFePO₄·Li₃V₂(PO₄)₃/C)原位复合正极材料的制备方法，属于功能材料技术领域。

背景技术

橄榄石结构磷酸铁锂(LiFePO₄)和单斜结构磷酸钒锂(Li₃V₂(PO₄)₃)是两种具有重要应用价值的锂离子电池正极材料，它们因具有结构稳定、循环性能优良、安全性能好、资源丰富、成本低、适用于大功率动力电池等优势而倍受关注。而Li₃V₂(PO₄)₃的理论比容量(197mAh g^-1)比LiFePO₄(170mAh g^-1)的高，并存在三个可以自由嵌入脱出的锂离子使其充电电压接近5V，具有比LiFePO₄高的比容量、电压平台以及电导率和倍率性。但是纯相LiFePO₄和纯相Li₃V₂(PO₄)₃的实际比容量、倍率性能、能量密度等电化学性能提高空间都较小，二者都存在电子电导率和锂离子扩散系数比较低的问题，使其大电流放电性能和能量密度比较差。

近几年的研究发现，LiFePO₄与Li₃V₂(PO₄)₃复合能够提高其电化学性能，并取得了一定效果，例如，采用固相法合成的LiFePO₄/Li₃V₂(PO₄)₃复合正极材料的初次放电比容量为165.2mAh g^-1(0.1C)；以石油焦为还原剂和碳源合成的9LiFePO₄·Li₃V₂(PO₄)₃/C复合正极材料的初次放电比容量为168mAh g-¹(1C)，在10C循环150次放电比容量达125mA h g^-1；化学沉淀法合成的LiFe_0.99V_0.01PO₄的复合正极材料的初次放电比容量达160.0mAh g^-1(0.1C)。

此外，还有一些公开的关于LiFePO₄·Li₃V₂(PO₄)₃/C复合材料的专利，例如US20080008938A1公开了一种由直接法和间接法分别合成LiFe_1-y’V_y’PO₄·Li₃V_2-y”Fe_y”(PO₄)₃复合材料，合成的这种复合材料相比于单独合成的LiFe_1-y’V_y’PO₄和Li₃V_2-y”Fe_y”(PO₄)₃显示出良好的电子传导率和在较高倍率下的出色的循环性能；

中国专利文献CN101841021A(申请号CN201010182564.3)公开了一种磷酸铁锂和磷酸钒锂复合正极材料及其制备方法，以纳米磷源，锂源，铁源，钒源化合物混合再与碳纳米管混合，所得复合材料电化学性能提高。