一种锂电池正极材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电池电极材料的制备领域，具体设及一种裡电池正极材料及其制备方 法。
【背景技术】
[0002] 能源短缺已日益成为当今社会最为核屯、的问题之一，为此人们也在努力的探索发 现新型能源，用W替代不可再生的且日益枯竭的化石能源。到目前为止，已有多种绿色新能 源被运用于社会生活中，比如，裡离子电池、蓄电池、燃料电池化及太阳能电池等。其中，裡 离子电池在过去的几十年里已经取得了长足的进展，作为二次电池的裡电池已经在当今社 会生活中发挥了不可替代的作用。但是，作为新能源的重要组成部分，裡电池的发展境况在 面对当今社会对新能源的要求上表现得略显乏力。主要的原因就在于近年来裡离子电池正 极材料的研究进展有限，目前社会上运用的主要还是停留在由Co、Ni、MnW及化构成的富 裡金属氧化合物(而负极的研究在近年来相对已经取得了较大的进展)，如钻酸裡、儘酸裡 W及憐酸铁裡等。
[0003] 因此，W-种全新的合成路径，获得新型结构的裡电池正极材料，寻求突破现有正 极材料合成方法的定性思维，已经成为业界普遍关注的问题之一。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于针对现有技术不足，提供一种裡电池正极材料及其制备方法。 该裡电池正极材料的活性成分是八面体单晶化合物，具有优良的电化学性能，如较高的首 次充放电比容量，良好的离子电导率。
[0005] 为了达到本发明目的，本发明采用如下技术方案： 一种裡电池正极材料，其活性材料为八面体单晶化合物，其分子式为 (NH3CH2CH2NH3)2ILie[V12B1A4(OH)S]}。
[0006] 所述的活性材料的制备方法为： (1) 取偏饥酸锭，棚酸，氯化裡，乙酸钻，草酸，置于内衬为聚四氣乙締的高压反应蓋中， 加入蒸馈水，混合均匀，磁力揽拌30min; (2) 然后用乙二胺调节抑值至8. 00~8.50 ; (3) 最后将反应蓋置于160 °C下恒溫120小时后，使之自然冷却至室溫，抽滤得到栋色 的八面体单晶化合物。
[0007] 步骤（1)中偏饥酸锭、棚酸、氯化裡、乙酸钻、草酸的质量比为：2:7:8:1:3。
[000引所述的裡电池正极材料，由W下组分按照重量份制备而成：(畑3邸2邸2畑3)2|1王6 [Vi2Bis054(OH)J}活性材料80~85份，导电材料10~15份，粘接材料5~10份。
[0009] 所述的活性材料在使用前需进行预处理：将晶体材料研磨成粉末，并将粉末置于 120°C的真空干燥箱中干燥24小时。
[0010] 所述的裡电池正极材料的应用：W裡片为负极，WImol/L的LiPI^e为电解液，组装 成扣式电池。
[0011] 本发明的有益效果在于： 1) 本发明的活性材料制备方法简单，原料廉价易得，易于获得； 2) 本发明的活性材料为八面体单晶化合物，是一种全新的结构类型，作为裡电池正极 材料使用，能使裡离子正极材料具备优良的电化学性能，如较高的首次充放电比容量，良好 的离子电导率。
【附图说明】
[001引图1是化合物（NH3CH2CH2NH3)2ILie[VizBl诉54伽)S] }的晶体结构示意图； 图2是化合物（畑3邸2邸2畑3)2|116 [Vi2Bis054(0H)s]}的邸D粉末衍射图； 图3是化合物（畑3邸2邸2畑3)2|116 [Vi2Bis054(0H)s]}的红外谱图； 图4是化合物（NHsCHzCHzNHs)ZlLie[Vi2Bis054(OH)JI的紫外可见固体漫反射光谱图； 图5是化合物（畑3邸2邸2畑3)2{116 [Vi2Bis054(0H)s]}的热重分析谱图； 图6是电池的循环伏安曲线； 图7是电池的首次充放电曲线； 图8是电池的充放电曲线； 图9是电池的循环特性曲线； 图10是电池的交流阻抗曲线。
【具体实施方式】
[0013] 本发明用下列实施例来进一步说明本发明，但本发明的保护范围并不限于下列实 施例。
[0014] 实施例1 裡电池正极材料制备方法，包括如下步骤： (1)活性材料的合成：称取偏饥酸锭0. 2000g，棚酸0. 7000g，氯化裡0. 8000g，乙酸 钻0.1000g，草酸0.3000g，置于25. 00ml的内衬为聚四氣乙締的高压反应蓋中，加入蒸 馈水10. 00ml,混合均匀，磁力揽拌30min后用乙二胺调节抑值至8. 20。最后将反应蓋置 于160°C下恒溫120小时后，然后使之自然冷却至室溫。抽滤得到栋色的八面体单晶化合 物（按饥计算产率约为70%)。虽然乙酸钻的化学成分并没有在实验的最终结果上得W体 现，但是据多次的实验结果表明，缺乏乙酸钻便无法获得该化合物，乙酸钻在合成实验中可 能起着矿化剂的作用。
[0015] (2)活性材料的预处理：将晶体材料研磨成粉末，并将粉末置于120DC的真空干 燥箱中干燥24小时，W便最大程度的去除材料中的水分； (3)正极材料的制备：按照重量份计，由W下组分制备而成，活性材料80~85份，导电材 料10~15份，粘接材料5~10份，所述导电材料为乙烘黑。
[0016] 活性材料的单晶衍射解析 X-射线单晶衍射法是目前测定单晶结构最常用且有效的方法。图1是在福州大学物 理化学国家重点学科公共测试中屯、的化gakuR-Axis-ParidWeissenbergeIP衍射仪上， 于293(2)K溫度下，采用石墨单色化的Mo祀Ka射线（A=O. 71073A)W0-2 0扫描方 式在一定范围内进行晶体晶胞参数的测定和衍射强度数据的收集。选择I〉2O(I)的独立 衍射点，用于单晶结构解析。
[0017]表1化合物的晶体学数据
活性材料的表征 (I)XRD粉末衍射表征 X-射线粉末衍射数据是在福州大学化学学院实验教学中屯、的化gaku公Mini-FlexII台式粉末衍射仪上测定所得。衍射仪采用X'Celerator探测器，化祀Ka(A=I. 54178A) 福射，扫描范围2 0为沪~55%扫描步长为0.02'>'3 1，扫描速率为0.Isec'stepi。如图2 所示测试结果表明化合物的XRD衍射峰位与通过单晶数据模拟出来的峰位相一致，说明粉 末为纯相。
[0018] (2)红外光谱表征 红外光谱是室溫下使用我校物理化学重点学科的化rkin-ElmerSpectrum2000FT-IR光谱