一种磷酸钒锂正极材料及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115810751A(43)申请公布日2023.03.17(21)申请号202211668131.8H01M10/0525(2006.01)(22)申请日2022.12.23(71)申请人蜂巢能源科技股份有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人孙永勤王娟玲陈辉刘静杨红新(74)专利代理机构北京三聚阳光知识产权代理有限公司11250专利代理师周淑歌(51)Int.Cl.H01M4/58(2010.01)H01M4/36(2006.01)H01M4/62(2010.01)H01M4/136(2010.01)权利要求书1页说明书10页(54)发明名称一种磷酸钒锂正极材料及其制备方法和应用(57)摘要本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种磷酸钒锂正极材料及其制备方法和应用。本发明以磷酸钒锂作为基体，以Ti3C2TXMXene做为新的碳包覆层，可解决包覆反应过程中温度高、产生杂质、影响材料电性能这一问题，可以较传统碳源配方降低煅烧温度约60％。Ti3C2TXMXene作为二维层状材料具有比表面积大、表面原子比高和悬挂键数目多、良好的机械强度和化学稳定性等优点，能在LVP材料内部及LVP颗粒间形成导电网络，加快电子传导速率，提高材料的导电性，减少电极极化效应。CN115810751ACN115810751A权利要求书1/1页1.一种磷酸钒锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1，将Ti3C2TXMXene分散至有机溶剂中，加入磷酸钒锂和表面活性剂，混合搅拌，得悬浊液；S2，将悬浊液在170‑180℃下反应10‑18h，洗涤，干燥，即得。2.根据权利要求1所述的磷酸钒锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，Ti3C2TXMXene、磷酸钒锂、表面活性剂的质量比为1.5‑2.0:3.0‑3.5:0.01‑0.05。3.根据权利要求1或2所述的磷酸钒锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，Ti3C2TXMXene与有机溶剂的用量比为1.2‑1.8g/50mL。4.根据权利要求1或2所述的磷酸钒锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，有机溶剂为乙醇、乙二醇、乙二醇单甲醚中的至少一种；和/或，所述表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氟化铵中的至少一种。5.根据权利要求1或2所述的磷酸钒锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，混合搅拌的时间为4‑6h。6.根据权利要求1或2所述的磷酸钒锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述Ti3C2TXMXene是以Ti3AlC2作为原材料，经过HCl和LiF的混合溶液刻蚀得到。7.根据权利要求1‑6任一项所述的磷酸钒锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，采用水或无水乙醇中的至少一种进行洗涤；和/或，所述干燥为真空干燥；和/或，所述干燥温度为50‑65℃，干燥时间为9‑10h。8.一种权利要求1‑7任一项所述的制备方法制备得到的磷酸钒锂正极材料。9.一种锂离子电池正极，其特征在于，包括权利要求8所述的磷酸钒锂正极材料。10.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求9所述的锂离子电池正极，还包括负极。2CN115810751A说明书1/10页一种磷酸钒锂正极材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明属于电池材料技术领域，具体涉及一种磷酸钒锂正极材料及其制备方法和应用。背景技术[0002]锂离子电池自20世纪70年代问世以来，研究者不断对其性能进行研究。锂离子电池因其工作电压高、比容量大、自放电小、重量轻、循环寿命长、无记忆效应、安全可靠和绿色环保等优点，被广泛应用于各种电子设备中，如手机和笔记本电脑等，并且已经应用在混合动力汽车和纯电动汽车中。然而，随着新能源汽车的快速发展，人们对锂离子电池的性能提出了更高要求。[0003]锂离子电池的性能主要取决于正极材料的性能，在已研发的诸多正极材料中磷酸钒锂[Li3V2(PO4)3]正极材料是一种新型的锂离子电池材料，其具有质量轻、循环性能优良、能量密度高等优点，Li3V2(PO4)3(简称LVP)已经成为最具市场前景的正极材料。然而，LVP电池也有些许不足，例如：电子电导率和离子传导率较低，严重限制了其工业化应用进程。[0004]碳包覆是提高正极材料的电子电导率和锂离子扩散系数主要改性方法之一。现有技术中一般的碳包覆方法是通过将碳源与正极材料混合，经过高温煅烧碳化，实现正极材料的碳包覆。但是，现有技术中的包覆改性方法存在反应时间较长、反应温度高、高温煅烧过程中会引入杂质、影响材料的电性能等缺陷。发明内容[0005]因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的包覆改性方法存在反应时间较长、反应温度高、高温煅烧过程中会