[发明专利]一种氟氧磷酸盐锂离子电池材料的制备方法及正极片与锂离子电池

说明书

本发明属于电化学储能新材料及其制备技术领域。本发明提供一种氟氧磷酸盐锂离子电池材料的制备方法及正极片与锂离子电池。该方法包括如下步骤：1)、LiFe_1‑xV_xPO₄F_1‑δO_δ(x＝0、0.1、0.3、0.5、0.7和1，δ≤0.4)粉末的制备：按LiFe_1‑xV_xPO₄F_1‑δO_δ计量比称取磷酸铁、磷酸钒和锂源粉末，研磨，在惰性气体中煅烧，得到LiFe_1‑xV_xPO₄F_1‑δO_δ纯相粉末。LiFe_1‑xV_xPO₄F_1‑δO_δ正极片的制备：将LiFe_1‑xV_xPO₄F_1‑δO_δ纯相粉末与纳米导电碳球磨，得到LiFe_1‑xV_xPO₄F_1‑δO_δ/C碳包覆粉末，将LiFe_1‑xV_xPO₄F_1‑δO_δ/C粉末与粘接剂按质量比混合，溶于有机溶剂中，搅拌后涂覆在铝箔上，干燥，得到LiFe_1‑xV_xPO₄F_1‑δO_δ正极片。本发明制备的电池材料在0.1C倍率下循环性能良好。

技术领域

本发明涉及一种氟氧磷酸盐(LiFe_1-xV_xPO₄F_1-δO_δ)锂离子电池材料的制备方法及正极片与锂离子电池，属于电化学储能新材料及其制备技术领域。

背景技术

与橄榄石结构的3.45V磷酸铁锂(LiFePO₄)锂离子电池相比，Tavorite结构的氟磷酸铁锂(LiFePO₄F)的离子电导率提高了两个数量级以上，但遗憾的是，它的工作电压较低，只有2.8V，为解决这一难题，借鉴非氟体系中以其它高还原氧化电对如V³⁺/V⁴⁺(4.2V)等来取代Fe²⁺/V³⁺电对的方法(B.Yang,et al.,J.Phys.Chem.Solids,87:228,2015；P.F.Xiao,et al.,Solid State Ionics,242:10,2013；J.Barker,et al.,Electrochem.Solid-StateLett.,8:A285,2005；J.Barker,et al.,Eur.Phys.J.Appl.Phys.,35:47749,2004)，以提高含氟体系电压平台的技术思路具有新颖性、创造性和实用性。

在已公开的氟磷酸铁锂(LiFePO₄F)、氟磷酸钒锂(LiVPO₄F)、磷酸氧钒锂(LiVPO₄O)及其固溶体的专利和文章中，大部分涉及单一材料的合成，没有与氟氧磷酸盐(LiFe_1-xV_xPO₄F_1-δO_δ)相关的报道。

发明内容

针对已有电池材料的不足，本发明的目的在于提供一种氟氧磷酸盐锂离子电池材料的制备方法及正极片与锂离子电池。

为实现此目的，本发明所采取的技术方案是：