[发明专利]一种利用重复球磨法制备的Li2

说明书

本发明公开了一种利用重复球磨法制备的Li₂FeTi_1‑yMo_yO₄材料及其制备方法与应用。该方法是利用球磨机将药品按化学计量比进行混合球磨，高温煅烧后与导电碳混合再次进行球磨得到Li₂FeTi_1‑yMo_yO₄材料。该材料具有以下几点特征：1.Fe和Mo会发生氧化还原反应，提供大的可逆容量。2.Ti的引入提高了循环稳定性和热稳定性。3.重复球磨使颗粒减小，可达到纳米级别。4.高的能量密度。基于制备得到的Li₂FeTi_1‑yMo_yO₄正极材料具有以上特点，将其应用于锂离子电池表现出良好的电化学性能。本发明与传统正极材料相比，不仅提高了电池的充放电比容量和循环稳定性而且增强了电池的安全性能。

技术领域

本发明涉及锂电正极材料领域，具体涉及一种利用重复球磨法制备的Li₂FeTi_1-yMo_yO₄材料及其制备方法与在锂电正极中的应用。

背景技术

目前，锂离子电池已经广泛应用于各种数码电子器件中，未来在电动汽车和储能电站等领域有着广阔的应用前景。人们对下一代高性能锂离子电池提出了越来越高的要求，可归纳为“三高、两低”：高能量密度、高功率特性、高安全性能和低成本、低（无）污染，锂离子正极材料发生多电子氧化还原反应，能提供更高的比容量，并且没有多余的化学和结构变化。双锂化合物如Li₂MSiO₄硅酸盐，Li₂MSiO₄钛酸盐，Li₂M（PO₄）F橄榄石氟化物由于能发生M²⁺/M⁴⁺两电子反应而得到广泛关注。Li₂MTiO₄为阳离子混排岩盐结构，空间群Fm3m，阳离子混排岩盐结构的酞酸盐在脱嵌锂时呈现微小的晶格体积改变（2%），缓解晶格体积膨胀避免了结构破坏，从而提高循环稳定性。Li₂MTiO₄容量较低，Ti⁴⁺/Ti³⁺还原电压为1.5-2V，影响能量密度，Mo可从三价变到六价，是多电子氧化还原反应的优先选择。因此可用过渡金属Mo替代部分的Ti以提高容量和能量密度。

如何制备出一种高容量，高能量密度，好的循环稳定性的正极材料已经成为人们研究的重点。

发明内容

本发明的目的是为了解决现阶段电池正极材料存在的问题与缺陷而提供一种高容量，高能量密度，好的循环稳定性的正极材料及其制备方法，并将其成功的应用于锂离子电池中。

本发明目的通过以下技术方案实现。

一种利用重复球磨法制备Li₂FeTi_1-yMo_yO₄材料的方法，包括以下步骤:将Li₂CO₃,Fe₂O₃, TiO₂和 MoO₂按Li₂FeTi_1-yMo_yO₄中的化学计量比混合球磨，烘干，然后进行高温煅烧，再与导电碳混合再次球磨，烘干得到Li₂FeTi_1-yMo_yO₄材料。

优选的，所述球磨的速率均为300-400rpm/min，时间为10-20h。

进一步优选的，所述球磨的速率均为300rpm/min，时间为10h。