[发明专利]一种爆炸法制备高电压正极材料LiNiVO4的方法

说明书

本发明公开了一种爆炸法制备高电压正极材料LiNiVO₄的方法，包括以下步骤：按照分子式为LiNiVO₄的化学计量比称取锂源、镍源及钒源，置于烧杯中，加入分散剂进行均匀搅拌，将搅拌后的物料干燥形成物料A，将物料A通过调节对辊机的间隙进行物理机械挤压，使其发生轻微爆炸生成前驱体物料B，将前驱体物料B在氧气氛围下进行高温烧结，随炉冷却后即得LiNiVO₄正极材料。本发明的工艺流程简单，制备时间短，节约能耗，其电化学性能及加工性能更加优异。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料领域，尤其涉及一种爆炸法制备高电压正极材料LiNiVO₄的方法。

背景技术

电子技术的发展，对高比能量移动电源的需求加剧。锂离子电池作为一种新型的电池，具有电压高、比能量大、循环寿命长、放电性能稳定、安全性好、环境友好和工作温度范围宽等优点，而受到人们广泛关注。近几年来，负极材料和电解质的研究都取得了较大的进展，相对而言，正极材料的发展较为缓慢，商品化锂离子电池中正极材料的比容量远远小于负极材料，成为制约锂离子电池整体性能进一步提高的重要因素。因此，正极材料的研究受到越来越多的重视。

当前对正极材料的报道主要以LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄和Li[Ni_xMn_yCo_1-x-y]O₂为主,但是由于LiCoO₂比容量不高且价格昂贵；LiNiO₂的制备条件非常苛刻，难以进行大规模工业化生产；LiMn₂O₄循环性能较差；LiFePO₄的电阻率较大； Li[Ni_xMn_yCo_1-x-y]O₂的循环稳定性差等各种缺点而制约了它们的实际应用。开发新型高比能量正极材料也越来越成为重点。

LiNiVO₄结构中Li原子和Ni原子平均地随机分布在八面体间隙中,而92%的V原子和8%的Ni一起占据四面体间隙位置，结构为V_tetra(LiNi)_octaO₄，而LiNiVO₄实际结构为Li_1.14Ni_0.86VO₄。LiNiVO₄与Li组成的半电池电压到达了4.8V，容量在148 mAh/g，比能量710Wh·kg-1及高达900mAh/g(放电低于0. 2 V 时)的逆容量，并且LiNiVO₄在低温下具有反磁性结构，具有良好的应用前景。