一種磷酸釩鋰的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磷酸釩鋰的制備方法，其步驟包括：將原料鋰鹽、釩鹽、磷酸鹽混合，溶解在去離子水中，混勻，再加入乙二醇攪拌均勻，其中原料物質(zhì)的量之比為鋰鹽中鋰:釩鹽中釩:磷酸鹽中磷酸根離子=1:0.6-0.667:0.9-1.1；水和乙二醇的體積比為6-9:1；原料與去離子水和乙二醇總量的質(zhì)量比為1:50-70；將所得混合溶液置于內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，在120-220℃下反應(yīng)1-60小時(shí)；再將產(chǎn)物在40-200℃下反應(yīng)1-40小時(shí)；然后在氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)下，在500-900℃下煅燒1-40小時(shí)，得到黑色磷酸釩鋰，所得產(chǎn)物為球狀，直徑為150-250nm，大小均勻，充放電和循環(huán)性能有所提高，而且本發(fā)明降低了燒結(jié)溫度和成本。
【專利說明】一種磷酸釩鋰的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電化學(xué)材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及用于電池正極材料的磷酸釩鋰的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年，磷酸釩鋰作為一種很有前景的電池正極材料受到人們的廣泛關(guān)注。主要原因在于磷酸釩鋰材料具有高的鋰離子擴(kuò)散效率，較高的放電容量和能量密度，并具有良好的循環(huán)性能，熱穩(wěn)定性。
[0003]研究表明:顆粒形貌對(duì)磷酸釩鋰材料性能具有巨大影響，顆粒均勻、細(xì)小的磷酸釩鋰材料具有較大的比表面積能夠提高其電化學(xué)性能。
[0004]目前磷酸釩鋰材料的合成方法有很多，但是最常用的方法有以下幾種:高溫固相法，溶膠凝膠法，微波法，水熱法。但是高溫固相法操作繁瑣，成本高，而且得到的材料顆粒較大、不均勻，并且易產(chǎn)生雜質(zhì)；微波法雖然能耗低，但加熱時(shí)間和溫度不易控制，影響產(chǎn)品性能；水熱法濃度不好控制，產(chǎn)品性能受影響；現(xiàn)有的溶膠凝膠法制備的磷酸釩鋰顆粒較大，影響產(chǎn)品的充電容量和循環(huán)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種有較高的充放電性能和循環(huán)性能的磷酸釩鋰的制備方法。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種磷酸釩鋰的制備方法。采用本發(fā)明方法得到球狀磷酸釩鋰，直徑為150—250nm，大小均勻，提高了磷酸釩鋰的充放電性能和循環(huán)性能，而且本發(fā)明降低了燒結(jié)溫度，降低了成本。
[0007]本發(fā)明提供一種磷酸釩鋰的制備方法，其具體步驟包括:
[0008]a、將原料鋰鹽、釩鹽、磷酸鹽混合，溶解在去離子水中，混合均勻，再加入乙二醇，攪拌均勻后轉(zhuǎn)入內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子，加熱，恒溫反應(yīng)，得到凝膠。
[0009]b、將步驟a所得凝膠加熱，恒溫反應(yīng)。
[0010]C、將步驟(b)所得的產(chǎn)物熱處理，得到黑色磷酸釩鋰。
[0011]步驟a中所述原料摩爾比為鋰鹽中鋰:釩鹽中釩:磷酸鹽中磷酸根離子=1:0.6-0.667:0.9-1.1 ；
[0012]步驟a中所述水和乙二醇的體積比為6-9:1;
[0013]步驟a中所述鋰鹽為碳酸鋰、硝酸鋰、氫氧化鋰、乙酸鋰、草酸鋰或氯化鋰中的任意一種或其混合物；所述釩鹽為偏釩酸銨、五氧化二釩或偏釩酸鈉中的任意一種或其混合物；所述磷酸鹽為磷酸氫銨、磷酸二氫銨或磷酸銨中的任意一種；
[0014]所述步驟a反應(yīng)溫度120_220°C，反應(yīng)時(shí)間1_60小時(shí)；
[0015]步驟a中所述原料與去離子水和乙二醇總量的質(zhì)量比為1:50-70 ；
[0016]所述步驟b反應(yīng)溫度40_200°C，反應(yīng)時(shí)間1-40小時(shí)；[0017]步驟c中所述熱處理在氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)下進(jìn)行，熱處理溫度為500-900°C，熱處理時(shí)間為1-40小時(shí)。
[0018]利用本發(fā)明所述方法所得到的磷酸釩鋰為球狀，直徑為150— 250nm，大小均勻。
[0019]本發(fā)明制備的磷酸釩鋰為均一球狀，直徑為150— 250nm，有較高的比容量和較好的充放電性能，而且本發(fā)明降低了燒結(jié)溫度，降低了成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021 ]圖1為實(shí)施例1制備的Li3V2 (PO4) 3微球的掃描電鏡照片
[0022]圖2為實(shí)施例1制備的Li3V2 (PO4) 3微球的X射線衍射光譜
[0023]圖3為實(shí)施例1制備的Li3V2 (PO4) 3微球的循環(huán)伏安圖
[0024]圖4 Ca)為實(shí)施例1制備的Li3V2 (PO4) 3微球的充放電曲線
[0025]圖4 (b)為實(shí)施例1制備的Li3V2(PO4)3微球的不同倍率充放電圖
[0026]圖5為實(shí)施例4制備的Li3V2 (PO4) 3微球的掃描電鏡照片
[0027]圖6為實(shí)施例5制備的Li3V2 (PO4) 3微球的掃描電鏡照片
[0028]圖7為實(shí)施例6制備的Li3V2 (PO4) 3微球的掃描電鏡照片
具體實(shí)施例
[0029]下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說明。
[0030]實(shí)施例1
[0031]a、在室溫下,將1.5mmoL碳酸鋰、2mmoL偏鑰;酸銨和3mmoL磷酸二氫銨倒入燒杯中,加入40mL去離子水,攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇,磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在180°C反應(yīng)24小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0032]b、將步驟a制備的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在80°C下，反應(yīng)24小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0033]C、將步驟b制備的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)猓魉贋?.2min/L，通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率 10°C /min，200°C升溫到 400°C速率 5°C /min，400°C升溫到 800°C，速率 2V /min，保持在800°C煅燒2小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0034]實(shí)施例1所得磷酸釩鋰可逆容量為80mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0035]實(shí)施例2
[0036]a、在室溫下,將3mmoL硝酸鋰、2mmoL偏鑰;酸銨和3mmoL磷酸氫銨倒入燒杯中,加入35mL去離子水,攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇,磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在180°C烘干6小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0037]b、將步驟a制備的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在80°C下反應(yīng)4小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0038]C、將步驟b制備的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氬氣，流速為0.2min/L,通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率10°C /min，200°C升溫到400°C，升溫速率5°C /min，400°C升溫到800°C，升溫速率2V /min，保持在800°C煅燒12小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0039]實(shí)施例2所得磷酸釩鋰可逆容量為79mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0040]實(shí)施例3
[0041]a、在室溫下，將3mmoL氫氧化鋰、ImmoL五氧化二釩和3mmoL磷酸二氫銨倒入燒杯中,加入45mL去離子水,攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇,磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在120°C烘干12小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0042]b、將步驟a得到的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在60°C下反應(yīng)12小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物備用。
[0043]C、將步驟b得到的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入瓷舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)?，流速?.2min/L,通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率IO0C /min, 200°C升溫到 400°C，升溫速率 5°C /min, 400°C升溫到 800°C，升溫速率 2V /min,保持在800°C煅燒18小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0044]實(shí)施例3所得磷酸釩鋰的可逆容量為75mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0045]實(shí)施例4
[0046]a、在室溫下,將3mmoL乙酸鋰、ImmoL五氧化二I凡和3mmoL磷酸氫銨倒入燒杯中，加入40mL去離子水,攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇,磁力攪拌至完全混合，將溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在120°C反應(yīng)18小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0047]b、將步驟a得到的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在100°C下反應(yīng)24小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0048]C、將步驟b得到的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉容器中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)猓魉贋?.2min/L,通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率10°C /min，200°C升溫到400°C，升溫速率5°C /min，400°C升溫到700°C，升溫速率2V /min，保持在700°C煅燒24小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0049]實(shí)施例4所得磷酸釩鋰可逆容量為78mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0050]實(shí)施例5
[0051]a、在室溫下,將3mmoL草酸鋰、2mmoL偏鑰;酸鈉和3mmoL磷酸銨倒入燒杯中，加入35mL去離子水,攪拌形成均一溶液，向所得溶液中加入5mL乙二醇,磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在200°C反應(yīng)36小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0052]b、將步驟a得到的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在120°C下反應(yīng)18小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0053]C、將步驟b得到的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)?，流速?.2min/L,通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率10°C /min，200°C升溫到400°C，升溫速率5°C /min，400°C升溫到750°C，升溫速率2V /min，保持在750°C煅燒36小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。[0054]實(shí)施例5所得磷酸釩鋰可逆容量為76mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0055]實(shí)施例6
[0056]a、在室溫下,將1.5mmoL碳酸鋰、2mmoL偏鑰;酸鈉和3mmoL磷酸銨倒入燒杯中，力口入45mL去離子水,攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇,磁力攪拌至完全混合,將溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在220°C反應(yīng)24小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0057]b、將步驟a得到的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在40°C下反應(yīng)40小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0058]C、將灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入瓷舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)?，流速?.2min/L,通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率10°C /min,200°C升溫到400°C，升溫速率5°C /min，400°C升溫到850°C，升溫速率2V /min，保持在850°C煅燒2小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0059]實(shí)施例6所得磷酸釩鋰可逆容量為78mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0060]實(shí)施例7
[0061]a、在室溫下,將3mmoL氯化鋰、2mmoL偏鑰;酸銨和3mmoL磷酸二氫銨倒入燒杯中,力口入40mL去離子水,攪拌形成均一溶液，向所得溶液中加入5mL乙二醇,磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在180°C反應(yīng)60小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0062]b、將藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在200°C下反應(yīng)12小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0063]C、將灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)猓魉贋?br> 0.2min/L,通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率IO0C /min, 200°C升溫到 400°C，升溫速率 5°C /min, 400°C升溫到 900°C，升溫速率 2V /min,保持在900°C煅燒2小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0064]實(shí)施例7所得磷酸釩鋰可逆容量為78mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0065]實(shí)施例8
[0066]a、在室溫下,將3mmoL草酸鋰和硝酸鋰的混合物，1.8mmoL偏鑰;酸銨和2.7mmoL磷酸二氫銨倒入燒杯中，其中草酸鋰和硝酸鋰摩爾比為草酸鋰:硝酸鋰=1: 1，加入40mL去離子水，攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇，磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在180°C烘干24小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0067]b、將步驟a制備的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在80°C下，反應(yīng)24小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0068]C、將步驟b制備的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)?，流速?.2min/L，通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率 10°C /min，200°C升溫到 400°C速率 5°C /min，400°C升溫到 800°C，速率 2V /min，保持在800°C煅燒30小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0069]實(shí)施例8所得磷酸釩鋰可逆容量為78mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0070]實(shí)施例9[0071]a、在室溫下，將3mmoL硝酸鋰、氫氧化鋰和氯化鋰混合物，1.9mmoL偏釩酸銨和3mmoL磷酸二氫銨倒入燒杯中，其中硝酸鋰、氫氧化鋰和氯化鋰的摩爾比為硝酸鋰:氫氧化鋰:氯化鋰=1: 1:1,加入40mL去離子水,攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇,磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在180°C烘干24小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0072]b、將步驟a制備的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在80°C下，反應(yīng)24小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0073]C、將步驟b制備的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)?，流速?.2min/L，通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率 10°C /min，200°C升溫到 400°C速率 5°C /min，400°C升溫到 500°C，速率 2V /min，保持在500°C煅燒40小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0074]實(shí)施例9所得磷酸釩鋰可逆容量為79mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0075]實(shí)施例10
[0076]a、在室溫下,將1.5mmoL碳酸鋰,2mmoL偏鑰;酸銨和偏鑰;酸鈉混合物和3.3mmoL磷酸二氫銨倒入燒杯中，其中偏釩酸銨和偏釩酸鈉的摩爾比為偏釩酸銨:偏釩酸鈉=1:1，力口入40mL去離子水,攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇,磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在180°C烘干24小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0077]b、將步驟a制備的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在80°C下，反應(yīng)24小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0078]C、將步驟b制備的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)?，流速?.2min/L，通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率 10°C /min，200°C升溫到 400°C速率 5°C /min，400°C升溫到 600°C，速率 2V /min，保持在600°C煅燒24小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0079]實(shí)施例10所得磷酸釩鋰可逆容量為79mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0080]實(shí)施例11
[0081]a、在室溫下,將1.5mmoL碳酸鋰，1.6mmoL偏f凡酸銨、偏f凡酸鈉、五氧化二鑰;混合物和3.3mmoL磷酸二氫銨倒入燒杯中，其中偏釩酸銨、偏釩酸鈉和五氧化二釩的摩爾比為偏釩酸銨:偏釩酸鈉:五氧化二釩=1:1:0.5，加入40mL去離子水，攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇,磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在180°C烘干24小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0082]b、將步驟a制備的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在80°C下，反應(yīng)24小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0083]C、將步驟b制備的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)?，流速?.2min/L，通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率 10°C /min，200°C升溫到 400°C速率 5°C /min，400°C升溫到 600°C，速率 2V /min，保持在600°C煅燒36小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0084]實(shí)施例11所得磷酸釩鋰可逆容量為78mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。[0085]實(shí)施例12
[0086]a、在室溫下，將2mmoL碳酸鋰、硝酸鋰、氫氧化鋰混合物，2mmoL偏釩酸銨、偏釩酸鈉混合物和3.3mmoL磷酸銨倒入燒杯中，其中碳酸鋰、硝酸鋰、氫氧化鋰的摩爾比為碳酸鋰:硝酸鋰:氫氧化鋰=2:1:1，偏釩酸銨、偏釩酸鈉的摩爾比為偏釩酸銨:偏釩酸鈉=1:1，加入40mL去離子水,攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇,磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在180°C烘干24小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0087]b、將步驟a制備的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在120°C下，反應(yīng)48小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0088]C、將步驟b制備的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)猓魉贋?.2min/L，通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率 10°C /min，200°C升溫到 400°C速率 5°C /min，400°C升溫到 750°C，速率 2°C /min，保持在750°C煅燒24小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0089]實(shí)施例12所得磷酸釩鋰可逆容量為78mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0090]實(shí)施例13
[0091]b、在室溫下，將2mmoL碳酸鋰、硝酸鋰、草酸鋰混合物，1.5mmoL偏釩酸銨、偏釩酸鈉、五氧化二釩混合物和3.3mmoL磷酸二氫銨倒入燒杯中，其中碳酸鋰、硝酸鋰、草酸鋰的摩爾比為碳酸鋰:硝酸鋰、草酸鋰=2:1: 1，偏釩酸銨、偏釩酸鈉和五氧化二釩的摩爾比為偏釩酸銨:偏釩酸鈉:五氧化二釩=1:1:1，加入40mL去離子水，攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇，磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在180°C烘干24小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0092]b、將步驟a制備的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在80°C下，反應(yīng)24小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0093]C、將步驟b制備的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)?，流速?.2min/L，通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率 10°C /min，200°C升溫到 400°C速率 5°C /min，400°C升溫到 700°C，速率 2V /min，保持在700°C煅燒36小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0094]實(shí)施例13所得磷酸釩鋰可逆容量為79mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0095]實(shí)施例14
[0096]a、在室溫下，將2.5mmoL碳酸鋰、乙酸鋰、草酸鋰混合物,2mmoL偏鑰;酸銨和
3.3mmoL磷酸二氫銨倒入燒杯中，其中碳酸鋰、乙酸鋰、草酸鋰的摩爾比為碳酸鋰:乙酸鋰:草酸鋰=0.5:1:1，加入40mL去離子水，攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇，磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在180°C烘干24小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0097]b、將步驟a制備的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在80°C下，反應(yīng)18小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0098]C、將步驟b制備的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)猓魉贋?.2min/L，通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率 10°C /min，200°C升溫到 400°C速率 5°C /min，400°C升溫到 650°C，速率 2V /min，保持在650°C煅燒24小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0099]實(shí)施例14所得磷酸釩鋰可逆容量為75mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0100]實(shí)施例15
[0101]a、在室溫下，將3mmoL硝酸鋰、氫氧化鋰、乙酸鋰、氯化鋰混合物，1.5mmoL偏釩酸銨、五氧化二釩混合物和3.3mmoL磷酸氫銨倒入燒杯中，其中硝酸鋰、氫氧化鋰、乙酸鋰、氯化鋰的摩爾比為硝酸鋰:氫氧化鋰:乙酸鋰:氯化鋰=1:1:1:1，偏釩酸銨、五氧化二釩的摩爾比為偏釩酸銨:五氧化二釩=2:1，加入40mL去離子水，攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇，磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在180°C烘干24小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0102]b、將步驟a制備的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在100°C下，反應(yīng)30小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0103]C、將步驟b制備的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)?，流速?.2min/L，通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率 10°C /min，200°C升溫到 400°C速率 5°C /min，400°C升溫到 800°C，速率 2V /min，保持在800°C煅燒24小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0104]實(shí)施例15所得磷酸釩鋰可逆容量為78mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0105]實(shí)施例16
[0106]a、在室溫下，將3mmoL硝酸鋰、氫氧化鋰、乙酸鋰、草酸鋰、氯化鋰混合物，2mmoL偏釩酸銨、偏釩酸鈉混合物和3.3mmoL磷酸氫銨倒入燒杯中，其中硝酸鋰、氫氧化鋰、乙酸鋰、草酸鋰、氯化鋰的摩爾比為硝酸鋰:氫氧化鋰:乙酸鋰:草酸鋰:氯化鋰=1:1:1:1:1，偏釩酸銨、偏釩酸鈉的摩爾比為偏釩酸銨:偏釩酸鈉=1:1，加入40mL去離子水，攪拌形成均一溶液，向溶液中加入5mL乙二醇,磁力攪拌至完全混合，將所得混合溶液轉(zhuǎn)入體積為60mL內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子置于烘箱中，在180°C烘干24小時(shí)，自然冷卻到室溫，得到藍(lán)色透明的凝膠；
[0107]b、將步驟a制備的藍(lán)色透明凝膠轉(zhuǎn)入燒杯，置于烘箱中，在100°C下，反應(yīng)30小時(shí)，得到灰白色產(chǎn)物；
[0108]C、將步驟b制備的灰白色產(chǎn)物轉(zhuǎn)入剛玉舟中，并置于高溫加熱裝置中，通入氮?dú)?，流速?.2min/L，通氣30min后，打開管式爐，設(shè)定升溫速率為:30°C升溫到200°C，升溫速率 10°C /min，200°C升溫到 400°C速率 5°C /min，400°C升溫到 550°C，速率 2°C /min，保持在550°C煅燒24小時(shí)，得到黑色產(chǎn)物磷酸釩鋰。
[0109]實(shí)施例16所得磷酸釩鋰可逆容量為78mAh/g，30次循環(huán)后不衰減。
[0110]本發(fā)明并不局限于以上實(shí)施例，凡在本實(shí)施例的技術(shù)范圍內(nèi)所做的替換、改進(jìn)等均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種磷酸釩鋰的制備方法，其特征在于包括以下步驟: a、將原料鋰鹽、釩鹽、磷酸鹽混合，溶解在去離子水中，混合均勻，再加入乙二醇，攪拌均勻后轉(zhuǎn)入內(nèi)襯聚四氟乙烯的高壓釜中，旋緊蓋子，加熱，恒溫反應(yīng)，得到凝膠； b、將步驟a所得凝膠加熱，恒溫反應(yīng)； C、將步驟(b)所得的產(chǎn)物熱處理，得到黑色磷酸釩鋰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟a中所述原料摩爾比為鋰鹽中鋰:釩鹽中釩:磷酸鹽中磷酸根離子=1:0.6-0.667:0.9-1.1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在步驟a中所述水和乙二醇的體積比為6-9:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟a中所述鋰鹽為碳酸鋰、硝酸鋰、氫氧化鋰、乙酸鋰、草酸鋰或氯化鋰中的任意一種或其混合物；所述釩鹽為偏釩酸銨、五氧化二釩或偏釩酸鈉中的任意一種或其混合物；所述磷酸鹽為磷酸氫銨、磷酸二氫銨或磷酸銨中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟a反應(yīng)溫度120-220°C，反應(yīng)時(shí)間1-60小時(shí)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟a中所述原料與去離子水和乙二醇總量的質(zhì)量比為1:50-70。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于所述步驟b反應(yīng)溫度40-20(TC，反應(yīng)時(shí)間1-40小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于步驟c中所述熱處理在氮?dú)饣驓鍤獗Ｗo(hù)下進(jìn)行，熱處理溫度為500-900°C，熱處理時(shí)間為1-40小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸釩鋰的制備方法，其特征在于所得到的磷酸釩鋰為球狀，直徑為150-200nm，大小均勻。
【文檔編號(hào)】H01M4/58GK103700853SQ201310561200
【公開日】2014年4月2日 申請(qǐng)日期:2013年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月12日
【發(fā)明者】方臻, 宋一軒, 張小俊 申請(qǐng)人:安徽師范大學(xué)