一种储能材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103456932A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103456932103456932A(43)申请公布日2013.12.18(21)申请号201210166314.X(22)申请日2012.05.27(71)申请人湖南省正源储能材料与器件研究所地址410083湖南省长沙市高新科技产业开发区延农创业大厦202号(72)发明人李荐杨俊周宏明杨亮(51)Int.Cl.H01M4/48(2010.01)H01M4/58(2010.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书5页说明书5页附图4页附图4页(54)发明名称一种储能材料的制备方法(57)摘要本发明涉及一种储能材料的制备方法。该方法包括：将锂化合物，过渡金属化合物以及相关的非金属化合物按所需要的量装入可高温加热的球磨罐，根据材料合成的需要控制球磨罐内的气氛，室温下球磨1～10h后，以3～15℃/min的升温速度将球磨罐升到400～900℃继续球磨，恒温球磨1～20h，球磨状态下冷却至较低温度后出炉得到粉体电极材料。本方法工艺简单，实用范围广，采用高温球磨可缩短反应时间，降低反应温度，所得的产物颗粒粒度小，实际容量高，循环性能优异，实用于工业化生产LiMO2（M=CoxNiyMnz,0≤x≤1、0≤y≤1、0≤z≤1且x+y+z=1）、LiNixMn2-xO4、LiM'PO4（M'为Fe、Mn、Co、Ni中的一种或多种）、Li3V2(PO4)3、LiV3O8、Li4Ti5O12等储能材料。CN103456932ACN10345692ACN103456932A权利要求书1/1页1.一种储能材料的制备方法，包括下述步骤：将锂化合物、过渡金属化合物和相关非金属化合物按电极材料所需要的量装入可高温加热的球磨罐；根据材料合成的需要控制球磨罐内的气氛，室温下球磨1～10h后，以3～15℃/min的升温速度将球磨罐升到400～900℃继续球磨，恒温球磨1～20h，球磨状态下冷却至较低温度后出炉得到粉体电极材料。2.根据权利要求书1所述，一种储能材料的制备方法，所述的储能材料是LiMO2（M=CoxNiyMnz,0≤x≤1、0≤y≤1、0≤z≤1且x+y+z=1）、LiNixMn2-xO4（0≤x≤1）、LiM'PO4（M'为Fe、Mn、Co、Ni、V中的一种或几种）、Li3V2(PO4)3、LiV3O8、Li4Ti5O12。3.根据权利要求书1所述，一种储能材料的制备方法，其特征在于所述的锂化合物是碳酸锂、氟化锂、醋酸锂、氢氧化锂或者硝酸锂，所述的过渡金属化合物为锰化合物、铁化合物、钴化合物、镍化合物、钒化合物、钛化合物，所述的非金属化合物可以为磷酸铵化合物。4.根据权利要求书1所述一种储能材料的制备方法，其特征在于所述的球磨过程，球料比控制在5:1—30:1，转速控制在150r/min—1200r/min。5.根据权利要求书1所述，一种储能材料的制备方法，其特征在于对需要改性的材料可以在原料中加入包覆源或掺杂源对材料进行包覆或掺杂改性。6.根据权利要求书1所述，一种储能材料的制备方法，其特征在于材料出炉后可以根据需要进行分级，以获得合适粒度分布范围的粉末。2CN103456932A说明书1/5页一种储能材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及储能材料制备技术，具体是指采用高温球磨工艺制备锂离子电池用电极材料方法，属于新能源材料领域。背景技术[0002]锂离子电池自1991年商品化以来得到迅猛发展，不仅被广泛用于移动电话、摄像机、笔记本电脑等便携式设备，还被列为电动汽车、航天航空、军事设备以及储能装备的候选电池。锂离子电池材料不仅作为材料参与电化学反应，而且还是锂离子的储存库。因此，储能材料研究进展直接制约着锂离子电池的发展。[0003]目前，储能材料的研究热点主要集中在LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiFePO4以及Li4Ti5O12几种材料上。合成这些正极材料的方法最常见的有固相合成法、溶胶-凝胶法、水热合成法、共沉淀法、微波合成法等。溶胶-凝胶法的前驱体溶液可以达到分子级别的混合，凝胶热处理温度低，制备得到的材料粒径小且均匀，反应容易控制，设备简单，但是合成周期长，污染大，成本高，较难工业化生产；共沉淀法具有混合均匀、合成温度低、过程简单、易于大规模生产等优点，但是由于各组分的沉淀速度存在差异，可能会导致成分的偏析，产品性能波动较大；水热法制备的材料物相均一，粉体粒径较小，过程简单，但是仅适用于少量材料的制备，难以扩大化生产，对反应设备的要求高，造价大，工业化生产正极材料还存在很多挑战。微波合成法是利用材料吸收微波并转变热能，从材料的内部开始对其整体进行加热，实现快速升温，大大缩短了合成时间。