CN110429266B - 一种锂离子电池正极材料及其制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池正极材料及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池正极材料及其制备方法，包括以下步骤：往有机溶剂A中加入油酸，混匀后加入锂源，溶解后得到第一溶液；将硅酸源、含M的化合物溶于有机溶剂B，得到第二溶液；将第一溶液和第二溶液混合后加热，得到混合凝胶；将混合凝胶干燥、粉磨后于惰性气氛下热处理，得到锂离子电池正极材料。本发明制备的Li2MSiO4/C复合纳米材料作锂离子电池正极材料，有效实现了电池的高容量充放电和高循环稳定性，当M为锰时，可使容量保持率高达49.4％，当M为铁时，循环保持率高达94.35％。

Description

一种锂离子电池正极材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料及其制备方法。
背景技术
锂离子电池具有能量密度大、循环寿命长、工作电压高、无记忆效应、自放电小、工作温度范围宽等优点，但其在电池安全、循环寿命和成本上存在一定问题。正极材料的性能是决定锂离子电池性能的关键因素，因此，改善正极材料性能以及开发新型正极材料一直以来都是锂离子电池研究领域的一个重要方向。近年来，锂正硅酸盐复合材料Li2MSiO4得到了广泛关注，相比于层状材料Li2CoO2、尖晶石状材料LiMn2O4和橄榄石状材料LiMPO4等传统材料，Li2MSiO4材料理论容量高达330mAh g-1，此外，该类材料还具有较低的成本、较稳定的化学结构及环境友好等优点。
减小颗粒尺寸到纳米级以及对颗粒进行表面修饰是最常用的提高Li2MSiO4电化学性能最常用的方法。减小颗粒尺寸到纳米级能够缩短锂离子转移过程中的扩散距离，这能够削弱锂离子较低的扩散系数带来的消极影响。将材料制备成纳米级可以有效的增加材料的比表面积，增大电极和电解液的接触面积，缓和锂离子从晶格中进行嵌入/脱嵌时产生的应力，缩短锂离子或电子的扩散距离等。但是目前的合成方法(模板法、气相沉积法、自组织法、静电纺丝法、水热法等等)仍具有较高的成本，同时合成过程中有很多的因素会影响材料的最终形貌，使得其难以在实际生产上应用。因此，寻找一种简单低廉的形貌控制合成方法，以实现材料在实际中的应用具有十分重要的意义。
发明内容
本发明针对背景技术所提到的问题，提供一种锂离子电池正极材料及其制备方法。
本发明的第一个目的是提供一种锂离子电池正极材料的制备方法，包括以下步骤：
S1，制备第一溶液
往有机溶剂A中加入油酸，混匀后加入锂源，待锂源溶解后得到第一溶液；
其中，锂源与油酸的摩尔比1：0.2-3.2；
S2，制备第二溶液
将硅酸源、含M的化合物溶于有机溶剂B，得到第二溶液；其中，M为锰或铁；
其中，锂源、含M的化合物以及硅酸源的摩尔比为0.7-2.2：1：1；
S3，制备混合凝胶
将第一溶液和第二溶液混合后加热，得到混合凝胶；
S4，制备Li2MSiO4/C纳米粒子
将混合凝胶干燥、粉磨后于惰性气氛下热处理，得到Li2MSiO4/C纳米粒子，即为所述锂离子电池正极材料。
优选的，所述有机溶剂A和有机溶剂B均为乙醇、乙二醇、丙酮、四氯化碳、四氢呋喃或环己烷。
优选的，所述锂源为一水合氢氧化锂、乳酸锂、草酸锂、硬脂酸锂、软脂酸锂、海藻酸锂、月桂酸锂或柠檬酸锂。
优选的，所述含M的化合物为四水合乙酸锰、硝酸锰、草酸锰、三缓基甲基环戊二烯锰、二环戊二烯基锰、柠檬酸铁、硬脂酸铁、二环戊二烯基合铁或乳酸亚铁。
优选的，所述硅酸源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯、三甲基硅烷氧基硅酸酯或硅酸四甲酯。
优选的，S3中第一溶液和第二溶液混合后在50-90℃加热1-2h后得到混合凝胶。
优选的，S4中干燥温度为50-100℃，干燥时间为1-10h。
优选的，S4中的热处理是指在氩气气氛下，300℃-500℃下预烧2-5h，再于700℃-900℃下煅烧10h-15h。
本发明的第二个目的是提供利用上述方法制备出的锂离子电池正极材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)本发明在制备锂离子电池正极材料的过程中添加油酸，油酸在反应体系中具备独特的性能，一方面能够为反应提供碳源，制备碳包覆的Li2MSiO4正极材料，在一定程度上使所得Li2MSiO4正极材料的电性能得到提高；另一方面，其限域作用限制了Li2MSiO4/C颗粒的长大，使其形成尺寸均一的纳米级颗粒，此外，油酸分子中的双键能够通过混合效应和熵效应产生排斥力来与纳米粒子间的吸附力相平衡，从而防止纳米颗粒团聚，制备出的锂离子在纳米颗粒中的嵌入深度浅、扩散路径短，从而使制备的纳米颗粒具有较大的比表面积，有助于减小电极在电化学反应过程中的极化现象，增加电极与电解液之间的接触，有利于离子的传输，因此极大提高了Li2MSiO4/C的电化学性能。
2)本发明制备的Li2MSiO4/C复合纳米材料作锂离子电池正极材料，有效实现了电池的高容量充放电和高循环稳定性，当M为锰时，可使容量保持率高达49.4％，当M为铁时，循环保持率高达94.35％。
3)本发明合成过程中影响因素少，材料的最终形貌均一，生产过程可控性强，适于实际生产，在提高锂离子电池正极材料性能方面具有重要意义。
附图说明
图1为实施例1制备的Li2MnSiO4/C的扫描电镜图；
图2为实施例2制备的Li2MnSiO4/C的扫描电镜图；
图3为实施例3制备的Li2MnSiO4/C的扫描电镜图；
图4为对比例1制备的Li2MnSiO4/C的扫描电镜图；
图5为实施例1和对比例1制备的电池在1C下的循环性能图；
图6为实施例7制备的Li2FeSiO4/C的扫描电镜图；
图7为实施例8制备的Li2FeSiO4/C的扫描电镜图；
图8为实施例9制备的Li2FeSiO4/C的扫描电镜图；
图9为对比例2制备的Li2FeSiO4/C的扫描电镜图；
图10为实施例7和对比例2制备的电池在1C下的循环性能图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案能予以实施，下面结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。以下实施例和对比例中，LAND CT2001A测试仪购自武汉市蓝电电子有限公司，进行扫描电镜观察时使用的扫描电镜为QUANTA FEG 250，购自科视达(中国)有限公司。
实施例1
一种Li2MnSiO4/C正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1，将0.038mol的油酸加入到50ml的乙醇溶液中，在50℃下磁力搅拌形成均一透明溶液，然后加入0.019mol的一水合氢氧化锂，继续磁力搅拌至一水合氢氧化锂完全溶解并形成白色混合溶液，即为第一溶液；
S2，将0.01mol四水合乙酸锰和0.01mol正硅酸乙酯溶解在乙醇中，形成第二溶液；
S3，将第二溶液加入第一溶液中，并在50℃下搅拌2h，得混合凝胶；
S4，将混合凝胶放入50℃的烘箱干燥10h后研磨成100目的粉末；将细粉置于氩气气氛的管式炉中，并以5℃/min升温速率将温度从20℃升至300℃下预烧5h后，再以5℃/min升温速率升温至900℃下煅烧10h，热处理结束后冷却至20℃，得到锂离子电池正极材料Li2MnSiO4/C。
实施例2
一种Li2MnSiO4/C正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1，将0.032mol的油酸加入到50ml的乙二醇溶液中，在60℃下磁力搅拌形成均一透明溶液，然后加入0.01mol的草酸锂，继续磁力搅拌至草酸锂完全溶解并形成白色混合溶液，即为第一溶液；
S2，将0.01mol草酸锰和0.01mol正硅酸甲酯溶解在乙二醇中，形成第二溶液；
S3，将第二溶液加入到第一溶液中，在60℃下搅拌1.5h，得混合凝胶；
S4，将混合凝胶放入60℃的烘箱干燥9h后研磨成粉末；将粉末置于氩气气氛的管式炉中，并以5℃/min升温速率将温度从20℃升至400℃预烧3h后，再以5℃/min升温速率升温至800℃下煅烧13h，热处理结束后冷却至20℃，得到锂离子电池正极材料Li2MnSiO4/C。
实施例3
一种Li2MnSiO4/C正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1，将0.0168mol的油酸加入到50ml的丙酮溶液中，在70℃下磁力搅拌形成均一透明溶液，然后加入0.007mol柠檬酸锂，继续磁力搅拌至柠檬酸锂完全溶解并形成白色混合溶液，即为第一溶液；
S2，将0.01mol硝酸锰和0.01mmol正硅酸丙酯溶解在丙酮中，形成第二溶液；
S3，将第二溶液加入第一溶液中，并在70℃下搅拌1.5h，得混合凝胶；
S4，将混合凝胶放入100℃的烘箱干燥1h后研磨成粉末；将粉末置于氩气气氛的管式炉中，并以5℃/min升温速率将温度从20℃升至500℃下预烧2h后，再以5℃/min升温速率升温至700℃下煅烧15h，热处理结束后冷却至20℃，得到锂离子电池正极材料Li2MnSiO4/C。
实施例4
一种Li2MnSiO4/C正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1，将0.0088mol油酸溶加入到50ml的环己烷溶液中，在80℃下磁力搅拌形成均一透明溶液，然后加入0.022mol月桂酸锂，继续磁力搅拌至月桂酸锂完全溶解并形成白色混合溶液，即为第一溶液；
S2，将0.01mol硝酸锰和0.01mol硅酸四甲酯溶解在环己烷中，形成第二溶液；
S3，将第二溶液加入第一溶液中，在80℃下搅拌1.5h，得混合凝胶；
S4，将混合凝胶放入90℃的烘箱干燥3h后研磨成粉末；将粉末置于氩气气氛的管式炉中，再以5℃/min升温速率将温度从20℃升至400℃下预烧2h，然后以5℃/min升温速率升温至800℃下煅烧10h，热处理结束后冷却至20℃，得到锂离子电池正极材料Li2MnSiO4/C。
实施例5
一种Li2MnSiO4/C正极材料的制备方法，具体包括以下步骤：
S1，将0.0044mol油酸加入到50ml的四氢呋喃溶液中，在90℃下磁力搅拌形成均一透明溶液，然后加入0.022mol一水合氢氧化锂继续磁力搅拌至一水合氢氧化锂完全溶解并形成白色混合溶液，即为第一溶液；
S2，将0.01mol二环戊二烯基锰和0.01mol正硅酸丙酯溶解在四氢呋喃中，形成第二溶液；
S3，将第二溶液加入第一溶液中，在90℃下搅拌1h，得混合凝胶；
S4，将混合凝胶放入70℃的烘箱干燥7h后研磨成粉末；将粉末置于氩气气氛的管式炉中，再以5℃/min升温速率将温度从20℃升至500℃下预烧3h，然后以5℃/min升温速率升温至700℃下煅烧15h，热处理结束后冷却至20℃，得到锂离子电池正极材料Li2MnSiO4/C。
实施例6
一种Li2MnSiO4/C正极材料的制备方法，具体如下：
S1，将0.0264mol油酸溶解在50ml的乙醇溶液中，在60℃下磁力搅拌形成均一透明溶液，然后加入0.011mol草酸锂，继续磁力搅拌至草酸锂完全溶解并形成白色混合溶液，即为第一溶液；
S2，将0.01mol四水合乙酸锰和0.01mol正硅酸甲酯溶解在乙醇中，形成第二溶液；
S3，将第二溶液加入第一溶液中，在60℃下搅拌2h，得混合凝胶；
S4，将混合凝胶放入60℃的烘箱干燥8h后研磨成粉末；将粉末置于氩气气氛得管式炉中，再以5℃/min升温速率将温度从20℃升至350℃下预烧3h，然后以5℃/min升温速率升温至850℃下煅烧12h，热处理结束后冷却至20℃，得到锂离子电池正极材料Li2MnSiO4/C。
实施例7
一种Li2FeSiO4/C正极材料的制备方法，具体如下：
S1，将0.038mol油酸溶解在50ml的乙醇溶液中，在50℃下磁力搅拌形成均一透明溶液，再加入0.019mol一水合氢氧化锂，继续磁力搅拌至一水合氢氧化锂完全溶解并形成白色混合溶液，即为第一溶液；
S2，将0.01mol柠檬酸铁和0.01mol正硅酸乙酯溶解在乙醇中，形成第二溶液；
S3，将第二溶液加入第一溶液中，在50℃下搅拌2h得混合凝胶；
S4，将混合凝胶放入50℃的烘箱干燥10h后研磨成粉末；将粉末置于氩气气氛的管式炉中，再以5℃/min升温速率将温度从20℃升至300℃下预烧5h，然后以5℃/min升温速率升温至900℃下煅烧10h，热处理结束后冷却至20℃，得到锂离子电池正极材料Li2FeSiO4/C。
实施例8
本实施例按照实施例2的方法进行，不同的是，将实施例2中锰源草酸锰换为铁源二环戊二烯基合铁。
实施例9
本实施例按照实施例3的方法进行，不同的是，将实施例3中锰源硝酸锰换为铁源二环戊二烯基合铁。
实施例10
本实施例按照实施例4的方法进行，不同的是，将实施例4中锰源硝酸锰换为铁源乳酸亚铁。
实施例11
本实施例按照实施例5的方法进行，不同的是，将实施例5中锰源二环戊二烯基锰换为铁源乳酸亚铁。
实施例12
本实施例按照实施例6的方法进行，不同的是，将实施例6中锰源四水合乙酸锰换为硬脂酸铁。
对比例1
本对比例与实施1的区别之处在于，将实施1中碳源油酸改用无表面活性剂作用的蔗糖。
对比例2
本对比例与实施例7的区别之处在于，将实施例7中碳源油酸改用无表面活性剂作用的蔗糖。
为了验证本发明的效果，对实施例1-12和对比例1-2制备出的锂离子电池正极材料Li2MSiO4/C的性能进行了检测，具体见图1-10。
其中，为了验证实施例和对比例制备出的锂离子电池正极材料的电化学性能，我们分别将实施例1-12和对比例1-2制备得到的锂离子电池正极材料Li2MSiO4/C与导电炭黑SP(TIMCAL)、粘结剂PVDF(5％的聚偏氟乙烯溶液)按质量比8:1:1在铝箔上涂片制成正极片，以锂片为负极，Celgard 2400做隔膜，用1M LiPF6+碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二乙酯(DEC)做电解液，其中EC:DEC的体积比为1:1，在充满氩气气氛的手套箱里组装成型号为CR2025实验纽扣电池，静置12h后在LAND CT2001A测试仪上进行测试，具体测试结果见图5、图10和表1-2。
图1为实施例1制备的Li2MnSiO4/C的扫描电镜图，如图所示，Li2MnSiO4/C为粒径200-300nm的均匀颗粒。
图2为实施例2制备的Li2MnSiO4/C的扫描电镜图，如图所示，降低煅烧温度后，Li2MnSiO4/C为粒径100-800nm的均匀颗粒。
图3为实施例3制备的Li2MnSiO4/C的扫描电镜图，如图所示，降低煅烧温度后，所制备的Li2MnSiO4/C为粒径200-500nm的均匀颗粒。
图4为对比例1制备的Li2MnSiO4/C的扫描电镜图，如图所示，采用无表面活性剂作用的蔗糖作为碳源，所制备的Li2MnSiO4/C为无定型状，颗粒大小不均一，粒径较大。
图5为实施例1和对比例1制备的电池在1C下的循环性能图，对比可见，采用油酸制备的Li2MnSiO4/C正极材料，其电化学容量和循环稳定性均高于未使用表面活性剂油酸合成的微米级Li2MnSiO4/C。由图5可知，在1.5-4.8V的电压和1C的倍率下，实施例1的电池能稳定循环50周。首次放电比容量为313mAh/g，充放电50周后，放电比容量为154.7mAh/g，容量保持率为49.4％。从循环性能图上可以更直观的看出样品的循环性能，前十个循环容量衰减迅速，十个循环后容量趋于稳定。对比例1的电池容量均低于实施例1，循环性能也低于实施例1，首次放电比容量为189.2mAh/g,50周循环后容量为92.3mAh/g，容量保持率为48.7％。
表1实施例1-6、对比例1的放电比容量
Figure BDA0002166727840000101
实施例1-6和对比例1的首次放电比容量、50次循环后放电比容量的结果如表1所示，通过对比实施例和对比例数据可以发现，所有实施例的放电比容量均高于对比例的放电比容量。
图6为实施例7制备的Li2FeSiO4/C的扫描电镜图。如图所示，Li2FeiSiO4为粒径300nm的均一球状形貌。
图7为实施例8制备的Li2FeSiO4/C的扫描电镜图。如图所示，Li2FeSiO4/C为粒径1μm的均一球状形貌。
图8为实施例9制备的Li2FeSiO4/C的扫描电镜图。如图所示，Li2FeSiO4/C为粒径400-600nm的球状形貌。
图9为对比例2制备的Li2FeSiO4/C的扫描电镜图。如图所示，采用无表面活性剂作用的蔗糖作为碳源，所制备的Li2FeSiO4/C为无定型状，颗粒大小不均一，粒径较大。
图10为实施例7和对比例2制备得到的CR2025实验纽扣电池在1C下的循环性能图，可以发现，采用油酸作为表面活性剂制备的Li2FeSiO4/C的电化学性能明显优于未使用油酸制备的Li2FeSiO4/C，首次放电比容量为138.2mAh/g，充放电50周后，放电比容量为130.4mAh/g，循环保持率为94.35％。由图10可知，对比例2的电化学性能相较实施例7较差，首次放电比容量为114.2mAh/g,50周后放电比容量为100.1mAh/g，容量保持率仅为87.6％。实施例8-12和对比例2的首次放电比容量、50次循环后放电比容量的结果如表2所示。通过对比实施例和对比例数据可以发现，所有实施例的放电容量均高于对比例的放电容量。
表2实施例7-12、对比例2放电比容量
Figure BDA0002166727840000111
实施例7-12和对比例2的首次放电比容量、50次循环后放电比容量的结果如表2所示，通过对比实施例和对比例数据可以发现，所有实施例的放电比容量均高于对比例的放电比容量。
本发明描述了优选实施例及其效果。但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，制备第一溶液
往有机溶剂A中加入油酸，混匀后加入锂源，待锂源溶解后得到第一溶液；
其中，锂源与油酸的摩尔比为1：0.2-3.2；
S2，制备第二溶液
将硅酸源、含M的化合物溶于有机溶剂B，得到第二溶液；其中，M为锰或铁；
其中，锂源、含M的化合物以及硅酸源的摩尔比为0.7-2.2：1：1；
S3，制备混合凝胶
将第一溶液和第二溶液混合后加热，得到混合凝胶；
S4，制备Li2MSiO4/C纳米粒子
将混合凝胶干燥、粉磨后于惰性气氛下热处理，得到Li2MSiO4/C纳米粒子，即为所述锂离子电池正极材料；
所述有机溶剂A和有机溶剂B均为乙醇、乙二醇、丙酮、四氯化碳、四氢呋喃或环己烷。
2.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源为一水合氢氧化锂、乳酸锂、草酸锂、硬脂酸锂、软脂酸锂、海藻酸锂、月桂酸锂或柠檬酸锂。
3.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述含M的化合物为四水合乙酸锰、硝酸锰、草酸锰、三缓基甲基环戊二烯锰、二环戊二烯基锰、柠檬酸铁、硬脂酸铁、二环戊二烯基合铁或乳酸亚铁。
4.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，所述硅酸源为正硅酸乙酯、正硅酸甲酯、正硅酸丙酯、三甲基硅烷氧基硅酸酯或硅酸四甲酯。
5.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，S3中第一溶液和第二溶液混合后在50-90℃加热1-2h后得到混合凝胶。
6.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，S4中干燥温度为50-100℃，干燥时间为1-10h。
7.如权利要求6所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，S4中的热处理是指在氩气气氛下，300℃-500℃下预烧2-5h，再于700℃-900℃下煅烧10h-15h。
8.一种权利要求1-7任一项所述的方法制备出的锂离子电池正极材料。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101944590A (zh) * 2010-08-19 2011-01-12 东莞新能源科技有限公司 碳包覆钛酸锂的制备方法
CN102082264A (zh) * 2010-12-15 2011-06-01 广西天天科技开发有限公司 纳米锂离子电池活性电极材料前驱体的制备方法及应用

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101122715B1 (ko) * 2009-09-29 2012-03-07 한국과학기술연구원 리튬이온이차전지용 양극활물질의 제조방법
CN101794878A (zh) * 2010-01-29 2010-08-04 北大先行科技产业有限公司 一种制备聚阴离子型锂离子电池正极材料的方法
CN102569788B (zh) * 2010-12-29 2015-11-25 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池的负极材料及其制备方法、以及一种锂离子电池
CN102208647A (zh) * 2011-05-13 2011-10-05 天津大学 结晶碳包覆硅酸亚铁锂正极材料及制备方法
CN102694173B (zh) * 2012-04-12 2016-03-09 东北大学秦皇岛分校 一种纳米线/棒状形貌硅酸锰锂的水热合成方法
CN104993101B (zh) * 2015-05-19 2018-12-04 长安大学 正硅酸盐纳米纤维锂离子电池正极活性材料及其制备方法
CN109616652B (zh) * 2018-12-11 2020-07-21 欣旺达电子股份有限公司 改性复合三元材料及其制备方法
CN109888282A (zh) * 2019-04-02 2019-06-14 骆驼集团武汉光谷研发中心有限公司 一种磷酸铁锂正极材料及其制备方法
CN109950525B (zh) * 2019-04-10 2020-09-29 陕西科技大学 一种毛肚状的Nb2O5锂离子电池电极材料的制备方法
CN110085854B (zh) * 2019-06-05 2020-12-22 骆驼集团武汉光谷研发中心有限公司 一种磷酸钒锂正极材料及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101944590A (zh) * 2010-08-19 2011-01-12 东莞新能源科技有限公司 碳包覆钛酸锂的制备方法
CN102082264A (zh) * 2010-12-15 2011-06-01 广西天天科技开发有限公司 纳米锂离子电池活性电极材料前驱体的制备方法及应用

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