一种锂离子电池正极材料铜酸锂的制备方法与流程

文档序号:13300181阅读:427来源:国知局
一种锂离子电池正极材料铜酸锂的制备方法与流程
本发明属于材料学领域,涉及一种锂离子电池材料,具体来说是一种锂离子电池正极材料铜酸锂制备方法。

背景技术:
锂离子电池是一种可充电电池,它有着能量密度高、可以循环充放电、环保无污染等优点,使得其在电池工业发展的路上越走越远,受到人们的广泛关注。锂离子电池的第一次商品化是1991年日本Sony公司实现的,此后锂离子电池在短短时间内被广泛应用,手机电池、笔记本电脑电源和数码相机等设备都有其身影。随着现在电动汽车和混合动力汽车的发展,锂离子电池的发展被推向了又一个高潮。目前国家对新能源的发展也是大力支持,各种补贴政策的出台和重点项目的建设都体现了政府的重视。而正极材料又是锂离子电池的重要组成部分之一,对正极材料进一步研究也受到了人们的重视。现在广泛被应用的正极材料主要有橄榄石结构的磷酸铁锂、层状结构的钴酸锂、尖晶石结构的锰酸锂以及三元材料等。而铜酸锂正极材料的研究与应用报道很少。Li2CuO2为正交晶系结构的过渡金属氧化物,其空间群结构为I3m,晶胞参数a=3.659A°,b=2.861A°,c=9.387A°,其结构中存在着[CuO4]链,该单元以Cu原子为中心存在于氧原子形成的四面体中,且[CuO4]链以共顶方式排列着。在充放电的反应过程中,锂离子从[CuO4]结构之间的缝隙进出,这种结构为锂离子的转移提供了通道,且保证了其结构的稳定性。铜酸锂正极材料Li2CuO2为富锂正极材料,其放电平台在2.8V,脱一个锂离子的理论比容量为245mAh/g,理论能量密度686Wh/kg,相比于其它正极材料,理论比容量和理论能量密度均要高,有望在电动汽车领域得到应用。正交晶系的Li2CuO2制备方法主要为高温固相法,它的制备工艺简单,但是不容易控制颗粒大小以及形貌,且能耗较大。高温固相法的锂源一般采用Li2CO3,铜源采用CuO,原料按一定比例Li:Cu=2:1混合,经过研磨将原料粉碎并混合均匀,在700-850℃电炉中空气烧结4-24小时即可得到纯相的Li2CuO2。N.Imanishi等人用固相烧结法制备了纯相Li2CuO2正极材料,首次放电比容量只有100mAh/g(SolidStateIonics177(2006)1341–1346)。该性能数据不能满足应用需求,需要进一步提高。

技术实现要素:
针对现有技术中的上述技术问题,本发明提供了一种锂离子电池正极材料铜酸锂制备方法,所述的这种锂离子电池正极材料铜酸锂制备方法要解决现有技术中的锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2高温固相合成温度高,材料结晶度低以及电化学性能差的技术问题。本发明提供了一种锂离子电池正极材料铜酸锂的制备方法,包括如下步骤:(1)首先称取氢氧化锂、氧化亚铜和去离子水,所述的氢氧化锂、氧化亚铜和去离子水的质量比为88-96:73:480-660;(2)将88-96重量份的氢氧化锂加入400重量份的去离子水中溶解得到氢氧化锂的澄清溶液;(3)将上述氢氧化锂溶液加入纳米球磨机中,然后加入73重量份的氧化亚铜和80-260重量份的去离子水球磨,控制浆料的固含量为25%-35%,球磨3-7小时,得到浆料的颗粒尺寸为270-330nm;(4)将上述球磨产物搅拌均匀后进行喷雾干燥,控制出风温度为150~200℃,进料量10~20ml/min,得到铜酸锂前驱体粉体。(5)将上述铜酸锂前驱体粉体在温度650-700℃电炉中空气煅烧4-8小时后,即得到锂离子电池铜酸锂正极材料。进一步的,在步骤4)中,控制出风温度为170℃,进料量15ml/min,得到铜酸锂前驱体粉体。进一步的,所述的氢氧化锂、氧化亚铜和去离子水的质量比为92:73:660,控制合成过程中浆料的固含量为25%,球磨3h,悬浮物颗粒的尺寸为330nm,在650℃的电炉中空气煅烧4h。进一步的,所述的氢氧化锂、氧化亚铜和去离子水的质量比为92:73:660,控制合成过程中浆料的固含量为25%,球磨5h,悬浮物颗粒的尺寸为300nm,在680℃的电炉中空气煅烧6h。进一步的,所述的氢氧化锂、氧化亚铜和去离子水的质量比为92:73:660,控制合成过程中浆料的固含量为25%,球磨7h,悬浮物颗粒的尺寸为270nm,在700℃的电炉中空气煅烧8h。进一步的,所述的氢氧化锂、氧化亚铜和去离子水的质量比为88:73:540,控制合成过程中浆料的固含量为30%,球磨3h,悬浮物颗粒的尺寸为330nm,在680℃的电炉中空气煅烧8h。进一步的,所述的氢氧化锂、氧化亚铜和去离子水的质量比为88:73:540,控制合成过程中浆料的固含量为30%,球磨5h,悬浮物颗粒的尺寸为300nm,在700℃的电炉中空气煅烧4h。进一步的,所述的氢氧化锂、氧化亚铜和去离子水的质量比为88:73:540,控制合成过程中浆料的固含量为30%,球磨7h,悬浮物颗粒的尺寸为270nm,在650℃的电炉中空气煅烧6h。进一步的,所述的氢氧化锂、氧化亚铜和去离子水的质量比为96:73:480,控制合成过程中浆料的固含量为35%,球磨3h,悬浮物颗粒的尺寸为330nm,在700℃的电炉中空气煅烧6h。进一步的,所述的氢氧化锂、氧化亚铜和去离子水的质量比为96:73:480,控制合成过程中浆料的固含量为35%,球磨5h,悬浮物颗粒的尺寸为300nm,在650℃的电炉中空气煅烧8h。进一步的,所述的氢氧化锂、氧化亚铜和去离子水的质量比为96:73:480,控制合成过程中浆料的固含量为35%,球磨7h,悬浮物颗粒的尺寸为270nm,在680℃的电炉中空气煅烧4h。本发明选择使用一价铜源氧化亚铜和氢氧化锂为原料,在纳米球磨机中球磨,控制前驱体粒径在微纳米尺寸。通过这些措施,可以使原料的固相反应活性提高,提高原料之间的反应速率,有效降低合成的温度和时间,使得合成的产物结晶度高,电化学性能较好。所得Li2CuO2产物结晶度高,颗粒尺寸均匀细小,一次颗粒尺寸100-500纳米。电化学性能测试结果表明,获得的铜酸锂Li2CuO2材料在0.1C倍率下的首次充电比容量223-232mAh/g,首次放电比容量207-214mAh/g,库伦效率91.3%-94.7%。50次循环后容量保持率87.1%-90.6%,是一种有潜在应用前景的正极材料。本发明和已有技术相比,其技术进步是显著的。本发明使用氧化亚铜为铜源,使用氢氧化锂作为锂源,通过高温固相合成的方法获得。本发明的方法合成温度低,煅烧时间短,能耗低,材料结晶度高,并且合成Li2CuO2材料的电化学性能较好。附图说明图1是实施例1所得锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2的XRD图谱。图2是实施例1所得锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2的SEM图谱。图3是实施例1所得锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2充放电图谱(0.1C)。图4是实施例1所得锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2的50次循环容量图谱。具体实施方式下面通过实施例并结合附图对本发明进行详细说明,但并不限制本发明。电池的制备与电化学性能测试方法:①、电池正极片的制备:将获得的锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2、导电碳粉、有机粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)按照质量比7.3:1.5:1.2混合后得到混合粉体,将8克该混合粉体加入30克有机溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中,充分搅拌后形成均匀粘性浆料,均匀涂覆于铝箔表面,鼓风烘干后放于120℃真空干燥箱干燥4h,多次轧制后获得电池正极片。②、电池组装与性能测试:使用2016型半电池评估获得Li2CuO2的电化学性能。将轧制好的电池极片冲压成为直径12毫米的圆片,准确称量其质量后,根据配方组成计算出极片中的Li2CuO2质量,使用隔膜直径为19毫米,使用的负极金属锂片直径15毫米,在德国布劳恩手套箱中组装为可测试电池。电池的比容量测试使用武汉蓝电公司电池测试仪(Land2000)进行。在0.1C条件下进行多次循环容量测试。实施例1一种锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2的固相制备方法,具体包括如下步骤:(1)首先将92份氢氧化锂加入400份去离子水中溶解得到氢氧化锂的澄清溶液;(2)将步骤(1)所得到的澄清溶液加入球磨机中,然后加入73份氧化亚铜和260份去离子水球磨,控制浆料的固含量为25%,球磨3h得到浆料中悬浮物颗粒的尺寸为270nm;(3)将步骤(2)球磨产物搅拌均匀后于170℃下喷雾干燥,得到前驱体粉体。(4)将步骤(3)所得到的前驱体粉体在控制温度650℃电炉中空气煅烧4h后即得到锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2。使用X射线衍射仪(XRD,日本理学Rigaku)对上述所得的锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2进行检测,物质检测结果如图1所示。从图1中可以看出,该图谱中所有的衍射峰均可标定为正交晶系Li2CuO2的衍射峰,没有其他物质的峰位出现,且主峰强度高,说明采用上述方法制备得到锂离子电池用正极材料铜酸锂为纯相的Li2CuO2且结晶度较好。使用扫描电镜(SEM,Quante2000)对上述所得的锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2进行形貌观察。从图2中可以看出,上述方法制备得到的铜酸锂Li2CuO2呈现出细小均匀的形貌,一次颗粒尺寸大小在100纳米至500纳米之间。将上述所得的锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2使用半电池方法组装成纽扣式2016电池,在0.1C的倍率下对该电池的充放电性能进行测试,图3所示为前10次充放电的电压-比容量曲线。图4所示为该材料前50次充放电循环性能图。从图中可以看出,该材料首次充电比容量为224mAh/g,接近该材料的理论容量。首次放电比容量为210mAh/g,库伦效率91.3%。第2次的充电比容量为214mAh/g,放电比容量为208mAh/g,库伦效率为97.2%。50次后,充电比容量为206mAh/g,放电比容量为198mAh/g,库伦效率为96.1%,容量保持率为88.4%。测试结果表明,实施例1得到的铜酸锂Li2CuO2正极材料具有较好的电化学性能,有潜在的应用价值。实施例2一种锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2的固相制备方法,具体包括如下步骤:(1)首先将92份氢氧化锂加入400份去离子水中溶解得到氢氧化锂的澄清溶液;(2)将步骤(1)所得到的澄清溶液加入球磨机中,然后加入73份氧化亚铜和260份去离子水球磨,控制浆料的固含量为25%,球磨5h得到浆料中悬浮物颗粒的尺寸为300nm;(3)将步骤(2)球磨产物搅拌均匀后于170℃下喷雾干燥,得到前驱体粉体。(4)将步骤(3)所得到的前驱体粉体在控制温度680℃电炉中空气煅烧6h后即得到锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2。使用X射线衍射仪(XRD,日本理学Rigaku)对实施例2所得的锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2进行检测,物质检测结果与图1相似,说明实施例2中得到了纯相铜酸锂Li2CuO2且结晶度较好。使用扫描电镜(SEM,Quante2000)对实施例2所得的铜酸锂Li2CuO2进行形貌观察,其结果与图2中显示的形貌相似,得到的铜酸锂Li2CuO2呈现出细小均匀的形貌,尺寸大小在100纳米至500纳米之间。将实施例2所得的锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2组装成纽扣式2016电池,在0.1C的倍率下,对该电池的充放电性能进行测试,其首次充电比容量为232mAh/g,接近理论容量,首次放电比容量为214mAh/g,库伦效率为92.2%,第50次的充电比容量为211mAh/g,放电比容量为202mAh/g,库伦效率为95.7%,50次后的容量保持率为87.1%。测试结果表明,实施例2得到的正极材料铜酸锂Li2CuO2有潜在的应用价值。实施例3一种锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2的固相制备方法,具体包括如下步骤:(1)首先将92份氢氧化锂加入400份去离子水中溶解得到氢氧化锂的澄清溶液;(2)将步骤(1)所得到的澄清溶液加入球磨机中,然后加入73份氧化亚铜和260份去离子水球磨,控制浆料的固含量为25%,球磨7h得到浆料中悬浮物颗粒的尺寸为270nm;(3)将步骤(2)球磨产物搅拌均匀后于170℃下喷雾干燥,得到前驱体粉体。(4)将步骤(3)所得到的前驱体粉体在控制温度700℃电炉中空气煅烧8h后即得到锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2。使用X射线衍射仪(XRD,日本理学Rigaku)对实施例3所得的锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2进行检测,物质检测结果与图1相似,说明实施例3中得到了纯相铜酸锂Li2CuO2且结晶度较好。使用扫描电镜(SEM,Quante2000)对实施例3所得的铜酸锂Li2CuO2进行形貌观察,其结果与图2中显示的形貌相似,得到的铜酸锂Li2CuO2呈现出细小均匀的形貌,尺寸大小在100纳米至500纳米之间。将实施例3所得的锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2组装成纽扣式2016电池,在0.1C的倍率下,对该电池的充放电性能进行测试,其首次充电比容量为226mAh/g,接近理论容量,首次放电比容量为213mAh/g,库伦效率为94.2%。第50次的充电比容量为208mAh/g,放电比容量为200mAh/g,库伦效率为96.2%,50次后的容量保持率为88.5%。测试结果表明,实施例3得到的正极材料铜酸锂Li2CuO2有潜在的应用价值。实施例4一种锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2的固相制备方法,具体包括如下步骤:(1)首先将88份氢氧化锂加入400份去离子水中溶解得到氢氧化锂的澄清溶液;(2)将步骤(1)所得到的澄清溶液加入球磨机中,然后加入73份氧化亚铜和140份去离子水球磨,控制浆料的固含量为30%,球磨3h得到浆料中悬浮物颗粒的尺寸为330nm;(3)将步骤(2)球磨产物搅拌均匀后于170℃下喷雾干燥,得到前驱体粉体。(4)将步骤(3)所得到的前驱体粉体在控制温度680℃电炉中空气煅烧8h后即得到锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2。使用X射线衍射仪(XRD,日本理学Rigaku)对实施例4所得的锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2进行检测,物质检测结果与图1相似,说明实施例4中得到了纯相铜酸锂Li2CuO2且结晶度较好。使用扫描电镜(SEM,Quante2000)对实施例4所得的铜酸锂Li2CuO2进行形貌观察,其结果与图2中显示的形貌相似,得到的铜酸锂Li2CuO2呈现出细小均匀的形貌,尺寸大小在100纳米至500纳米之间。将实施例4所得的锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2组装成纽扣式2016电池,在0.1C的倍率下,对该电池的充放电性能进行测试,其首次充电比容量为225mAh/g,首次放电比容量为211mAh/g,库伦效率为93.8%。第50次的充电比容量为210mAh/g,放电比容量为203mAh/g,库伦效率为96.7%,50次后的容量保持率为90.2%。测试结果表明,实施例4得到的正极材料铜酸锂Li2CuO2有潜在的应用价值。实施例5一种锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2的固相制备方法,具体包括如下步骤:(1)首先将88份氢氧化锂加入400份去离子水中溶解得到氢氧化锂的澄清溶液;(2)将步骤(1)所得到的澄清溶液加入球磨机中,然后加入73份氧化亚铜和140份去离子水球磨,控制浆料的固含量为30%,球磨5h得到浆料中悬浮物颗粒的尺寸为300nm;(3)将步骤(2)球磨产物搅拌均匀后于170℃下喷雾干燥,得到前驱体粉体。(4)将步骤(3)所得到的前驱体粉体在控制温度700℃电炉中空气煅烧4h后即得到锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2。使用X射线衍射仪(XRD,日本理学Rigaku)对实施例5所得的锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2进行检测,物质检测结果与图1相似,说明实施例5中得到了纯相铜酸锂Li2CuO2且结晶度较好。使用扫描电镜(SEM,Quante2000)对实施例5所得的铜酸锂Li2CuO2进行形貌观察,其结果与图2中显示的形貌相似,得到的铜酸锂Li2CuO2呈现出细小均匀的形貌,尺寸大小在100纳米至500纳米之间。将实施例5所得的锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2组装成纽扣式2016电池,在0.1C的倍率下,对该电池的充放电性能进行测试,其首次充电比容量为227mAh/g,首次放电比容量为213mAh/g,库伦效率为93.8%。第50次的充电比容量为209mAh/g,放电比容量为201mAh/g,库伦效率为96.2%,50次后的容量保持率为88.5%。测试结果表明,实施例5得到的正极材料铜酸锂Li2CuO2有潜在的应用价值。实施例6一种锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2的固相制备方法,具体包括如下步骤:(1)首先将88份氢氧化锂加入400份去离子水中溶解得到氢氧化锂的澄清溶液;(2)将步骤(1)所得到的澄清溶液加入球磨机中,然后加入73份氧化亚铜和140份去离子水球磨,控制浆料的固含量为30%,球磨7h得到浆料中悬浮物颗粒的尺寸为270nm;(3)将步骤(2)球磨产物搅拌均匀后于170℃下喷雾干燥,得到前驱体粉体。(4)将步骤(3)所得到的前驱体粉体在控制温度650℃电炉中空气煅烧6h后即得到锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2。使用X射线衍射仪(XRD,日本理学Rigaku)对实施例6所得的锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2进行检测,物质检测结果与图1相似,说明实施例6中得到了纯相铜酸锂Li2CuO2且结晶度较好。使用扫描电镜(SEM,Quante2000)对实施例6所得的铜酸锂Li2CuO2进行形貌观察,其结果与图2中显示的形貌相似,得到的铜酸锂Li2CuO2呈现出细小均匀的形貌,尺寸大小在100纳米至500纳米之间。将实施例6所得的锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2组装成纽扣式2016电池,在0.1C的倍率下,对该电池的充放电性能进行测试,其首次充电比容量为230mAh/g,首次放电比容量为212mAh/g,库伦效率为92.2%。第50次的充电比容量为212mAh/g,放电比容量为203mAh/g,库伦效率为95.8%,50次后的容量保持率为88.3%。测试结果表明,实施例6得到的正极材料铜酸锂Li2CuO2有潜在的应用价值。实施例7一种锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2的固相制备方法,具体包括如下步骤:(1)首先将96份氢氧化锂加入400份去离子水中溶解得到氢氧化锂的澄清溶液;(2)将步骤(1)所得到的澄清溶液加入球磨机中,然后加入73份氧化亚铜和80份去离子水球磨,控制浆料的固含量为35%,球磨3h得到浆料中悬浮物颗粒的尺寸为330nm;(3)将步骤(2)球磨产物搅拌均匀后于170℃下喷雾干燥,得到前驱体粉体。(4)将步骤(3)所得到的前驱体粉体在控制温度700℃电炉中空气煅烧6h后即得到锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2。使用X射线衍射仪(XRD,日本理学Rigaku)对实施例7所得的锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2进行检测,物质检测结果与图1相似,说明实施例7中得到了纯相铜酸锂Li2CuO2且结晶度较好。使用扫描电镜(SEM,Quante2000)对实施例7所得的铜酸锂Li2CuO2进行形貌观察,其结果与图2中显示的形貌相似,得到的铜酸锂Li2CuO2呈现出细小均匀的形貌,尺寸大小在100纳米至500纳米之间。将实施例7所得的锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2组装成纽扣式2016电池,在0.1C的倍率下,对该电池的充放电性能进行测试,其首次充电比容量为228mAh/g,首次放电比容量为211mAh/g,库伦效率为92.5%。第50次的充电比容量为212mAh/g,放电比容量为204mAh/g,库伦效率为96.2%,50次后的容量保持率为89.5%。测试结果表明,实施例7得到的正极材料铜酸锂Li2CuO2有潜在的应用价值。实施例8一种锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2的固相制备方法,具体包括如下步骤:(1)首先将92份氢氧化锂加入400份去离子水中溶解得到氢氧化锂的澄清溶液;(2)将步骤(1)所得到的澄清溶液加入球磨机中进行球磨,然后加入(1)首先将96份氢氧化锂加入400份去离子水中溶解得到氢氧化锂的澄清溶液;(2)将步骤(1)所得到的澄清溶液加入球磨机中,然后加入73份氧化亚铜和80份去离子水球磨,控制浆料的固含量为35%,球磨5h得到浆料中悬浮物颗粒的尺寸为300nm;(3)将步骤(2)球磨产物搅拌均匀后于170℃下喷雾干燥,得到前驱体粉体。(4)将步骤(3)所得到的前驱体粉体在控制温度650℃电炉中空气煅烧8h后即得到锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2。使用X射线衍射仪(XRD,日本理学Rigaku)对实施例8所得的锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2进行检测,物质检测结果与图1相似,说明实施例8中得到了纯相铜酸锂Li2CuO2且结晶度较好。使用扫描电镜(SEM,Quante2000)对实施例8所得的铜酸锂Li2CuO2进行形貌观察,其结果与图2中显示的形貌相似,得到的铜酸锂Li2CuO2呈现出细小均匀的形貌,尺寸大小在100纳米至500纳米之间。将实施例8所得的锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2组装成纽扣式2016电池,在0.1C的倍率下,对该电池的充放电性能进行测试,其首次充电比容量为225mAh/g,首次放电比容量为213mAh/g,库伦效率为94.7%。第50次的充电比容量为209mAh/g,放电比容量为202mAh/g,库伦效率为96.7%,50次后的容量保持率为89.8%。测试结果表明,实施例8得到的正极材料铜酸锂Li2CuO2有潜在的应用价值。实施例9一种锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2的固相制备方法,具体包括如下步骤:(1)首先将96份氢氧化锂加入400份去离子水中溶解得到氢氧化锂的澄清溶液;(2)将步骤(1)所得到的澄清溶液加入球磨机中,然后加入73份氧化亚铜和80份去离子水球磨,控制浆料的固含量为35%,球磨7h得到浆料中悬浮物颗粒的尺寸为270nm;(3)将步骤(2)球磨产物搅拌均匀后于170℃下喷雾干燥,得到前驱体粉体。(4)将步骤(3)所得到的前驱体粉体在控制温度680℃电炉中空气煅烧4h后即得到锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2。使用X射线衍射仪(XRD,日本理学Rigaku)对实施例9所得的锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2进行检测,物质检测结果与图1相似,说明实施例9中得到了纯相铜酸锂Li2CuO2且结晶度较好。使用扫描电镜(SEM,Quante2000)对实施例9所得的铜酸锂Li2CuO2进行形貌观察,其结果与图2中显示的形貌相似,得到的铜酸锂Li2CuO2呈现出细小均匀的形貌,尺寸大小在100纳米至500纳米之间。将实施例9所得的锂离子电池正极材料铜酸锂Li2CuO2组装成纽扣式2016电池,在0.1C的倍率下,对该电池的充放电性能进行测试,其首次充电比容量为223mAh/g,首次放电比容量为207mAh/g,库伦效率为92.8%。第50次的充电比容量为212mAh/g,放电比容量为202mAh/g,库伦效率为95.2%,50次后的容量保持率为90.6%。测试结果表明,实施例9得到的正极材料铜酸锂Li2CuO2有潜在的应用价值。综上所述,本发明的一种锂离子电池用正极材料铜酸锂Li2CuO2的固相制备方法,使用氧化亚铜和氢氧化锂作为原料,通过纳米球磨技术控制原料颗粒尺寸,使得材料合成温度降低,煅烧时间缩短,产物颗粒均匀细小且结晶度更高。电化学测试结果表明,该方法合成的Li2CuO2材料作为锂离子电池用正极材料,在0.1C倍率下的首次充电比容量223-232mAh/g,首次放电比容量207-214mAh/g,库伦效率91.3%-94.7%。50次循环后容量保持率87.1%-90.6%。本发明获得的正极材料铜酸锂Li2CuO2有潜在的应用价值。上述内容仅为本发明构思下的基本说明,而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换,均应属于本发明的保护范围。
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