[发明专利]空心球磷酸钒锂/碳复合电池正极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种空心球磷酸钒锂/碳复合电池正极材料的制备方法，该制备方法包括：1)将钒源、还原剂和水混合，接着加入磷源、锂源和模板剂并搅拌以制得初始溶液；2)将初始溶液雾化、热分解以得到粉体；3)将粉体在保护气的存在下进行煅烧以制得空心球磷酸钒锂/碳复合电池正极材料；其中，以含有2mol的钒元素的钒源为基准，锂源中锂元素的含量为2.95‑3.05mol，磷源中磷酸根的含量为2.95‑3.05mol，还原剂的用量为3mol，模板剂的用量为100‑200g。通过该方法制得的空心球磷酸钒锂/碳复合电池正极材料具有规整的形貌以及优异的比表面积进而使得其能够作为锂电池的正极材料。

技术领域

本发明涉及电池正极材料，具体地，涉及空心球磷酸钒锂/碳复合电池正极材料及其制备方法和应用。

背景技术

锂离子电池因具有工作电压高、能量密度高、性能优良、无记忆效应和低放电率等优点而备受关注，被广泛应用于电动车、通信设备、储能设备、航空航天等领域。

电池正极材料作为锂离子电池的关键部件之一，被要求需具有高比表面、高比容量、高化学稳定性、长循环寿命和安全性好等性能特点。磷酸钒锂(LVP)因具有较高的放电电压和理论容量，循环稳定性好，安全性高和成本低，正成为广大科研工作者研究的热点之一。

目前，磷酸钒锂的制备方法主要有固相法、共沉淀法、溶胶-凝胶法、水热与溶剂热法等。但是他们都具有操作繁琐，合成步骤较多等缺点。

发明内容

本发明的目的是提供一种空心球磷酸钒锂/碳复合电池正极材料的制备方法，通过该方法制得的空心球磷酸钒锂/碳复合电池正极材料具有规整的形貌以及优异的比表面积进而使得其能够作为锂电池的正极材料，同时该制备方法具有成本低廉，合成途径简单可控，适合大规模生产的特点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种空心球磷酸钒锂/碳复合电池正极材料的制备方法，包括：

1)将钒源、还原剂和水混合，接着加入磷源、锂源和模板剂并搅拌以制得初始溶液；

2)将初始溶液雾化、热分解以得到粉体；

3)将粉体在保护气的存在下进行煅烧以制得空心球磷酸钒锂/碳复合电池正极材料；

其中，以含有2mol的钒元素的钒源为基准，锂源中锂元素的含量为2.95-3.05mol，磷源中磷酸根的含量为2.95-3.05mol，还原剂的用量为3mol，模板剂的用量为100-200g。

本发明还提供了一种空心球磷酸钒锂/碳复合电池正极材料，该空心球磷酸钒锂/碳复合电池正极材料通过上述的制备方法制备而得。

本发明进一步地提供了一种如上述的空心球磷酸钒锂/碳复合电池正极材料在锂离子电池中的应用。

在上述技术方案中，本发明将钒源、还原剂、磷源、锂源和模板剂首先通过气溶胶辅助喷雾合成技术得到粉体，然后将粉体进行煅烧以得到空心球磷酸钒锂/碳复合电池正极材料。该制备方法具有反应条件温和，工艺简单和操作方便的优点，进而使得该制备方法适合工业化生产。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是检测例1中A1的XRD谱图；

图2是检测例1中A1的SEM图；

图3是检测例1中A1的TEM图；

图4是检测例2中A1的电池性能图。

具体实施方式