CN102050490A - 阳极材料LiZnVO4的合成及其在锂电池中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阳极材料LiZnVO4的合成及其在锂电池中的应用，该阳极材料由碳酸锂、五氧化钒、氧化锌混合，煅烧而成。将制得的LiZnVO4作为阳极材料应用在锂电池，具有优良的循环稳定性和倍率放电性能，为研发高比容量、高充放电效率、高循环性锂离子电极材料，提供了一个良好的选择。

Description

阳极材料LiZnV04的合成及其在锂电池中的应用
技术领域
本发明具体涉及一种阳极材料LiZnVO4的合成及其在锂电池中的应用。
背景技术
自上世纪锂电池开发成功以来，锂电池得到了广泛的应用，目前商品化锂离子电池负极材料一般采用石墨类碳材料，理论容量为372 mAhg-1，实际容量在300 mAhg-1左右，难以满足高比容量、高充放电效率、高循环性能锂离子电池的要求，因此研制开发循环性能好，比容量高，大电流冲放电性能好的锂电池负极材料，是科学家的研究重点。
申请号为“200580027326.2”的专利公布了一种用于锂电池的阳极和使用该阳极的锂电池，该阳极包括能够吸着和释放锂离子的活性物质，碳基导电性增强剂和粘合剂，该发明所获得的阳极具有良好的电解液渗透性和电解液的保持，适用于高密度的锂电池。但并未见到使用LiZnVO4作为阳极材料，应用在锂电池的相关报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阳极材料LiZnVO4的合成及其在锂电池中的应用，首次将LiZnVO4做为阳极材料应用于锂离子电池，研究发现这种电极材料1Ag−1的电流密度下，70次循环仍可保持314mAhg-1的放电比容量，展现出了良好的循环稳定性和倍率放电性能。
一种阳极材料LiZnVO4的合成方法的具体步骤为：将碳酸锂、五氧化钒、氧化锌按0.5-2 : 0.5-2 : 0.5-2摩尔比配料，将其放在石英玻璃研钵中研磨均匀后，于马弗炉中600-850°C煅烧2-4个小时即得到LiZnVO4。
制备好的LiZnVO4可作为阳极材料应用在锂电池中，该锂电池的制备方法为：按质量百分比LiZnVO4：聚四氟乙烯：乙炔黑＝50-70%：5-15%：20-40%，混合，研磨后均匀地涂在铜网上做负极，参比电极和对电极均为金属锂，电解质为1M LiClO4的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶液，既得阳极材料为LiZnVO4的锂电池。所述的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为1:1。
本发明的优点在于：本发明首次将LiZnVO4作为锂离子的阳极材料，具有优良的循环稳定性和倍率放电性能，为研发高比容量、高充放电效率、高循环性锂离子电极材料，提供了一个良好的选择。
附图说明
图1为 LiZnVO4电极 (a) 放电比容量与循环次数关系曲线图， （b）倍率放电曲线图。
具体实施方式
一种阳极材料LiZnVO4的合成方法的具体步骤为：将碳酸锂、五氧化钒、氧化锌按0.5-2 : 0.5-2 : 0.5-2摩尔比配料，将其放在石英玻璃研钵中研磨均匀后，于马弗炉中600-850°C煅烧2-4个小时即得到LiZnVO4。
制备好的LiZnVO4可作为阳极材料应用在锂电池中，该锂电池的制备方法为：按质量百分比LiZnVO4：聚四氟乙烯：乙炔黑＝50-70%：5-15%：20-40%，混合，研磨后均匀地涂在铜网上做负极，参比电极和对电极均为金属锂，电解质为1M LiClO4的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶液，既得阳极材料为LiZnVO4的锂电池。所述的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为1:1。
实施例1
一种阳极材料LiZnVO4的合成方法的具体步骤为：将碳酸锂、五氧化钒、氧化锌按0.5 : 1 : 2摩尔比配料，将其放在石英玻璃研钵中研磨均匀后，于马弗炉中600℃煅烧4个小时即得到LiZnVO4。
制备好的LiZnVO4可作为阳极材料应用在锂电池中，该锂电池的制备方法为：按质量百分比LiZnVO4：聚四氟乙烯：乙炔黑＝50%：10%：40%，混合，研磨后均匀地涂在铜网上做负极，参比电极和对电极均为金属锂，电解质为1M LiClO4的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶液，既得阳极材料为LiZnVO4的锂电池。所述的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为1:1。
实施例2
一种阳极材料LiZnVO4的合成方法的具体步骤为：将碳酸锂、五氧化钒、氧化锌按2 : 0.5 : 1摩尔比配料，将其放在石英玻璃研钵中研磨均匀后，于马弗炉中850°C煅烧2个小时即得到LiZnVO4。
制备好的LiZnVO4可作为阳极材料应用在锂电池中，该锂电池的制备方法为：按质量百分比LiZnVO4：聚四氟乙烯：乙炔黑＝65%：15%：20%，混合，研磨后均匀地涂在铜网上做负极，参比电极和对电极均为金属锂，电解质为1M LiClO4的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶液，既得阳极材料为LiZnVO4的锂电池。所述的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为1:1。
实施例3
一种阳极材料LiZnVO4的合成方法的具体步骤为：将碳酸锂、五氧化钒、氧化锌按1 : 2 : 0.5摩尔比配料，将其放在石英玻璃研钵中研磨均匀后，于马弗炉中750°C煅烧3个小时即得到LiZnVO4。
制备好的LiZnVO4可作为阳极材料应用在锂电池中，该锂电池的制备方法为：按质量百分比LiZnVO4：聚四氟乙烯：乙炔黑＝65%：5%：30%，混合，研磨后均匀地涂在铜网上做负极，参比电极和对电极均为金属锂，电解质为1M LiClO4的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶液，既得阳极材料为LiZnVO4的锂电池。所述的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为1:1。
实施例4
一种阳极材料LiZnVO4的合成方法的具体步骤为：将碳酸锂、五氧化钒、氧化锌按1 :1 :1摩尔比配料，将其放在石英玻璃研钵中研磨均匀后，于马弗炉中700°C煅烧2.5个小时即得到LiZnVO4。
制备好的LiZnVO4可作为阳极材料应用在锂电池中，该锂电池的制备方法为：按质量百分比LiZnVO4：聚四氟乙烯：乙炔黑＝70%：10%：20%，混合，研磨后均匀地涂在铜网上做负极，参比电极和对电极均为金属锂，电解质为1M LiClO4的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶液，既得阳极材料为LiZnVO4的锂电池。所述的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为1:1。
性能测试
实验表明该电极材料在1Ag−1的电流密度下，70次循环仍可保持314mAhg−1 的放电比容量；当放电电流密度从1Ag−1增加到8Ag−1时，此电极材料依然具有良好的循环稳定性，放电电流密度为8Ag−1时，稳定循环的容量达到111mAhg−1，且70次循环后，回到1A g−1的电流密度，容量仍可达330mAhg−1，展示了其良好的倍率放电性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种阳极材料LiZnVO4的合成，其特征在于，所述合成方法的步骤为：将碳酸锂、五氧化钒、氧化锌按0.5-2 : 0.5-2 : 0.5-2摩尔比配料，将其放在石英玻璃研钵中研磨均匀后，于马弗炉中600-850°C煅烧2-4个小时即得到LiZnVO4。
2.一种如权利要求1所述的阳极材料LiZnVO4在锂电池中的应用，其特征在于：LiZnVO4可作为阳极材料应用在锂电池中；该锂电池的制备方法为：按质量百分比LiZnVO4：聚四氟乙烯：乙炔黑＝50-70%：5-15%：20-40%混合，研磨后均匀地涂在铜网上做负极，参比电极和对电极均为金属锂，电解质为1M LiClO4的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的混合溶液，既得阳极材料为LiZnVO4的锂电池。
3.根据权利要求2所述的阳极材料LiZnVO4在锂电池中的应用，其特征在于：所述的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯的体积比为1:1。
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