【CN109873137A】一种VSub2SubOSub5SubC修饰的氟化碳正极材料的制备方法【专

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CN 109873137 A
说 明 书
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一种V2O5@C修饰的氟化碳正极材料的制备方法
技术领域 [0001] 本发明属于锂电池材料技术领域，尤其涉及一种V2O5@C修饰的氟化碳正极材料的 制备方法。
背景技术 [0002] 锂一次电池(primary lithium battery) ，是一种高能化学原电池，俗称锂电池。 以金属锂为负极，固体盐类或溶于有机溶剂的盐类为电解质，金属氧化物或其他固体、液体 氧化剂为正极活性物 质。目 前发展较为成熟的 体系主要有锂-二氧化锰电 池、锂-亚硫酰氯 电 池、锂-二氧化硫电 池等。近年来 ，锂-氟化碳电 池因具有更高的能量密度而备受关注。但 是由于氟化碳是各种形态的碳和氟气反应所形成的化合物，使得氟化碳材料的导电性比较 差 ，致使材料放电 初期电 压滞后严重、大电 流放电 能 力差、发热等问 题 ，从而导致锂氟化碳 电 池放电 初期产生较大的电 化学极化 ，严重影响电 池的大倍率放电 性能 ，阻 碍了锂氟化碳 电池的工程化应用范围。 [0003] 专利申请CN104577107A，公开了一种氟化碳材料的表面修饰方法，步骤包括：将纳 米铜和氟化碳混合 ，再 加入溶剂球磨后形成混合浆料 ；混合浆料干燥 ，形成混合物 ；将混合 物过筛 ，得到混合物粉末 ；将混合物过筛 ，得到混合物粉末 ；将混合物粉末置入气氛炉中煅 烧；取出煅烧后的混合物粉末，降至室温后，过筛，即形成经纳米铜修饰的氟化碳材料。该方 法通过将氟化碳与具有很好的导电性纳米铜混合后，惰性气氛中高温煅烧后，纳米铜在氟 化碳表面反应 ，明显改善了氟化碳电 压滞后现象 ，提高了大倍率性能 和低温性能。该专利申 请虽然改善了氟化碳的电压滞后，但制备的电池0 .1C倍率只将氟化碳材料的初始放电电压 由2 .35V提高到2 .49V，平台电压由2 .49V提高到2 .52V，改善效果不明显。 [0004] 专利申请CN104577124B，公开了锂电池用混合正极材料的制备方法，步骤包括：在 氟化碳材料中掺杂Ag2V4O11 ，所述掺杂过程包括 ：将氟化碳、Ag2V4O11 和溶剂置于球磨机中球 磨形成混合浆料 ，将混合浆料烘干 ，冷 却后得到干燥混合物 ；将干燥混合物过筛后 ，得到锂 电 池 用混合正极材料。该专利虽 然改 善了氟化碳电 池的电 压滞后 ，但是 制备的电 池常温 、 1 .0C倍率只将氟化碳材料的初始放电电压由1 .7V提高到2 .0V，-10℃、0 .1C倍率只将氟化碳 材料的初始放电电压由1 .81V提高到2 .06V，改善效果不明显。 [0005] 因此，研发出一种能够明显改善了氟化碳电压滞后现象、大幅度提高大倍率性能 和低温性能的氟化碳材料尤为重要。
方法 ( 57 )摘要
本发明公开了一种V2O5@C修饰的氟化碳正 极材料的制备方法，包括以下步骤：( 1 )将NH4VO3 加入到去离子水，搅匀得混合液1；( 2 )将氟化碳 加入无水乙醇和超纯水的混合溶液，搅匀得混合 液2；( 3 )将混合液1和混合液2混匀，经高能球磨 形成混合浆料 ；( 4 )将混合浆料经干燥、过筛处 理 ，得混合粉末 ；( 5 )将混合粉末置于空气气氛炉 中煅烧 ，取出经冷 却、研磨 、过100～200目 筛后 ， 制得V2O5@C修饰的氟化碳正极材料。本申请V2O5@ C修饰的氟化碳正极材料能够有效改善氟化碳电 池放电初期的电压滞后问题，大幅度提高锂氟化 碳电池的倍率性能、平台电压和降低锂氟化碳电 池放电过程中的温升，且制备方法简单、成本低。
(10)申请公布号 CN 109873137 A (43)申请公布日 2019.06.11
权利要求书1页 说明书7页 附图3页
CN 109873137 A
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权 利 要 求 书
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1 .一种V2O5@C修饰的氟化碳正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)按比例将NH4VO3加入到去离子水中，搅拌均匀，搅拌时间为0 .6～1 .5h，得到的混合 液1； (2)按比 例将氟化碳加入到无水乙醇和超纯水的混合溶液中 ，搅拌均匀，搅拌时间为 0 .6～1 .5h，得到混合液2； (3)将混合液1和混合液2混合均匀成混合液，然后送入高能球磨机中高能球磨，形成混 合浆料； (4)将步骤(3)的混合浆料进行干燥、过筛处理，得到混合粉末； (5) 将步骤 (4) 的 混合粉末置于空 气气氛 炉中 进行煅烧 ，取出煅烧后的 混合物粉末、冷 却、研磨、过100～200目筛后，制得所述V2O5@C修饰的氟化碳正极材料。 2 .根据权利要求1所述的一种V2O5@C修饰的氟化碳正极材料的制备方法，其特征在于： 在步骤(1) ，所述NH4VO3和去离子水的 质量比＝1:(3～5)。 3 .根据权利要求1所述的一种V2O5@C修饰的氟化碳正极材料的制备方法，其特征在于： 在步骤(2)，所述氟化碳、无水乙醇和超纯水的质量比＝1:(1～1 .5):(1～1 .5)。 4 .根据权利要求1所述的一种V2O5@C修饰的氟化碳正极材料的制备方法，其特征在于： 在步骤(1)及(2)，所述氟化碳与NH4VO3的质量比为＝1:(0 .1～0 .9)。 5 .根据权利要求1所述的一种V2O5@C修饰的氟化碳正极材料的制备方法，其特征在于： 在步骤(3) ，所述高能球磨的方法为：先球磨0 .5～2min，然后停止运行，让高能球磨机冷却 10min以上，再进行高能球磨，如此重复进行高能球磨，总共运行的时间为1～2h。 6 .根据权利要求1所述的一种V2O5@C修饰的氟化碳正极材料的制备方法，其特征在于： 在步骤(3) ，所述高能球磨的转速大于3000r/min。 7 .根据权利要求1所述的一种V2O5@C修饰的氟化碳正极材料的制备方法，其特征在于： 在步骤(3) ，所述高能球磨机为高能球磨杯。 8 .根据权利要求1所述的一种V2O5@C修饰的氟化碳正极材料的制备方法，其特征在于： 在步骤(3) ，将混合液送入高能球磨机进行高能球磨之前，先加入氧化锆球，所述混合液和 氧化锆球的质量比＝1:2 .8～3 .3。 9 .根据权利要求8所述的一种V2O5@C修饰的氟化碳正极材料的制备方法，其特征在于： 在步骤(4) ，所述干燥的温度为70～90℃，时间为8～12h ；所述过筛是过100～200目的筛子。 10 .根据权利要求1所述的一种V2O5@C修饰的氟化碳正极材料的制备方法，其特征在于： 在步骤(5) ，所述煅烧的温度为300～400℃，时间为8～10h。
( 19 )中华人民 共和国国家知识产权局
( 12 )发明专利申请
(21)申请号 201910103600 .3
(22)申请日 2019 .02 .01
(71)申请人 贵州梅岭电源有限公司 地址 563000 贵州省遵义市汇川区中华路 705号
(72)发明人 张红梅 王畅 王振 石斌 陈铤 王庆杰 王毅 陈晓涛 王华国
(74)专利代理机构 贵阳睿腾知识产权代理有限 公司 52114
代理人 谷庆红
(51)Int .Cl . H01M 4/36(2006 .01) H01M 4/583(2010 .01) H01M 4/62(2006 .01) H01M 6/16(2006 .01)
( 54 )发明 名称 一 种V2O5@ C修饰的 氟化碳正极材料的 制备