[发明专利]一种壳核结构碳包覆Li3

权利要求书

1.一种壳核结构碳包覆Li₃VO₄的锂离子电池负极材料，包括以下按重量份数计的配方原料及组分，其特征在于：27-50份Na掺杂Li₃VO₄中空微球、2-4份间二苯酚、3.5-7份甲醛、16-24份苯乙烯、30-36份交联剂、0.5-2份表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的一种壳核结构碳包覆Li₃VO₄的锂离子电池负极材料，其特征在于：所述Na掺杂Li₃VO₄中空微球制备方法包括以下步骤：

(1)向蒸馏水中加入V₂O₅、Li₂CO₃、Na₂CO₃和柠檬酸，将反应瓶置于恒温水浴锅中，加热至40-60℃，匀速搅拌反应3-6h，将溶液置于喷雾干燥机中，进行高速离心喷雾干燥，温度为210-230℃，氮气为气源；

(2)将干燥后的固体混合产物置于气氛电阻炉中，通入体积比为氩2-3:1的氩气和氢气，升温速率为2-4℃/min，在420-450℃下热处理活化2-3h，再升温至700-720℃，保温煅烧5-7h，将煅烧产物研磨至细粉，使用蒸馏水洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到Na掺杂Li₃VO₄中空微球。

3.根据权利要求2所述的一种壳核结构碳包覆Li₃VO₄的锂离子电池负极材料，其特征在于：所述V₂O₅、Li₂CO₃、Na₂CO₃和柠檬酸的物质的量比为1:2.95-2.99:0.01-0.05:5-7，Na掺杂Li₃VO₄中空微球化学表达式为Na_0.01-0.05Li_2.95-2.99VO₄。

4.根据权利要求2所述的一种壳核结构碳包覆Li₃VO₄的锂离子电池负极材料，其特征在于：所述喷雾干燥机包括主机体、主机体内壁固定连接有干燥管、主机体内部设置有风机、风机的表面与风扇片固定连接，主机体的下端固定连接有下出料口，下出料口内部活动连接有出料阀、主机体的左上方固定连接有上出料口，上出料口上方与雾化机固定连接，雾化机的左侧固定连接有进风管、进风管的左侧活动连接有鼓风加热机，鼓风加热机内部设置有电机转轮，电机转轮与转轮扇片固定连接，主机体的右上方固定连接有进料口，进料口下方与均混室固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种壳核结构碳包覆Li₃VO₄的锂离子电池负极材料，其特征在于：所述壳核结构碳包覆Li₃VO₄的锂离子电池负极材料制备方法包括以下步骤：

(1)向体积比为6-10:1蒸馏水和乙醇混合溶剂中加入氨水，调节溶液pH至8-10，加入2-4份间二苯酚和甲醛水溶液，甲醛水溶液含有3.5-7份甲醛，将溶液倒入反应釜，加热至100-120℃，匀速搅拌反应20-30h，转速为1000-1500rpm，将溶液除去溶剂，洗涤，干燥，制备得到酚醛聚合物中空纳米微球；

(2)向乙醇溶剂中加入酚醛聚合物纳米微球和16-24份苯乙烯，将溶液在50-80℃下进行超声分散处理20-40min，再加入0.5-2份表面活性剂聚乙烯吡咯烷酮，继续超声处理30-60min，将溶液倒入反应釜中，加热至120-140℃，反应10-15h，将溶液除去溶剂，洗涤并干燥，制备得到聚苯乙烯-酚醛共聚物空心微球；

(3)向反应瓶中通入氮气排出空气，加入PCl₃作为溶剂，再加入聚苯乙烯-酚醛共聚物空心微球、30-36份交联剂AlCl₃和27-50份Na掺杂Li₃VO₄中空微球，将溶液加热至65-75℃，反应25-30h，向溶液中加入蒸馏水淬灭反应，过滤、洗涤并干燥，制备得到磷酸酯超交联共聚物包覆Na掺杂Li₃VO₄；

(4)将磷酸酯超交联共聚物包覆Na掺杂Li₃VO₄置于气氛电阻炉中，并通入氩气，升温速率为5-10℃/min，在700-750℃下保温煅烧1-2h，将固体产物置于浓氢氧化钾溶液中，超声分散均匀后，将溶液真空干燥除去溶剂，固体混合物置于气氛电阻炉中，并通入氩气，升温速率为5-10℃/min，在720-780℃下保温煅烧2-3h，使用蒸馏水和乙醇洗涤固体产物，并充分干燥，制备得到壳核结构碳包覆Li₃VO₄的锂离子电池负极材料。