覆RuO 2導電性包覆層。
[0059] 通過透射電鏡的觀察，發(fā)現(xiàn)Li3V04_ x(X = 0. 1)的表面同時包覆有此02和V 205，其 中導電RuOjl在外，V 205穩(wěn)定性包覆層在內(nèi)。導電此02的厚度為2nm，包覆的面積為核部 表面積的60%，V 205層的厚度為16nm左右，其均勻覆蓋在片狀Li 3V04_x(X = 0. 1)的表面， 其包覆面積為核部表面積的大約95%。經(jīng)過熱重分析儀和元素分析儀的定量分析，此02導 電包覆層和V 205穩(wěn)定性包覆層為該實施例中釩酸鋰負極材料總重量的6wt. %和14wt. %。
[0060] 實施例8
[0061] 本實施例中，采用納米級富鋰釩酸鋰Li1+xV03(X = 0. 1)為核部，其為片層厚度為 5nm的納米片。通過原子層沉積方法在Li1+xV03(X = 0. 1)表面上制備熱穩(wěn)定的Ti02包覆 層，接著繼續(xù)采用電化學沉積的方法在釩酸鋰表面包覆一層聚吡咯的導電包覆層。
[0062] 通過透射電鏡的觀察，發(fā)現(xiàn)Li1+xV03(X = 0. 1)表面包覆的聚吡咯的厚度為16nm， 包覆層均勻覆蓋在被1102包覆過的Li 1+xV03(X = 0. 1)表面，包覆的面積為核部表面積的 70%，1102層的厚度為211111左右，其均勻覆蓋在片狀的1^ 1+)^03(乂 = 0.2)表面，其包覆面積 為核部表面積的大約60 %。經(jīng)過熱重分析儀和元素分析儀的定量分析，聚吡咯的導電包覆 層和熱穩(wěn)定層的Ti02為該實施例中f凡酸鋰負極材料總重量的13wt. %和7wt. %。
[0063] 實施例9
[0064] 本實施例中，采用納米級富鋰釩酸鋰LiV03+x(X = 0. 2)作為核部，其為粒徑為 500nm的納米顆粒。通過采用磁控派射方法在LiV03+x(X = 0. 2)表面上制備SiOjP MgO共 存的穩(wěn)定性包覆層，接著繼續(xù)采用磁控濺射方法再在顆粒表面包覆一層金屬Cu導電性包 覆層。
[0065] 通過透射電鏡的觀察，發(fā)現(xiàn)LiV03+x(X = 0. 2)表面包覆的金屬Cu的厚度為10nm， 包覆層均勻覆蓋在顆粒的最外表面，包覆的面積為核部表面積的82 %，金屬Cu包覆層內(nèi) 部有一層由SiOjPMgO共同組成的穩(wěn)定性包覆層，其厚度為20nm左右，其均勻覆蓋在 LiV0 3+x(X = 0. 2)表面，其包覆面積為核部表面積的大約100%。經(jīng)過元素分析儀的定量 分析，金屬Cu導電包覆層和Si02/Mg0穩(wěn)定包覆層為該實施例中釩酸鋰負極材料總重量的 7wt. % 和 13wt. %。
[0066] 本發(fā)明中具有核殼結構的釩酸鋰負極材料，核部為釩酸鋰，其殼部為包覆層，包覆 層可能是只有一層導電性包覆層，或者一層穩(wěn)定性包覆層，或者是有兩層，里面是穩(wěn)定性包 覆層，外面是導電性包覆層，或者只有一層，但是該層是穩(wěn)定性物質(zhì)和導電性物質(zhì)共包覆 的。表1為釩酸鋰核部外只包覆了導電性包覆層的部分實施例，表2列出了釩酸鋰核部外只 包覆了導電性包覆層的部分實施例，表3列出了釩酸鋰核部外同時包覆了導電性包覆層和 穩(wěn)定性包覆層的部分實施例。雖然以上各個表中并沒有將所有可能的組合一一列舉出來， 但是本發(fā)明中并不將沒有列舉的排除在外。
[0067] 表1釩酸鋰核部外只包覆了導電性包覆層的部分實施例
[0068]
【主權項】
1. 一種饑酸裡負極材料，其特征在于，其為核殼結構，其核部為饑酸裡，其殼部為包覆 層，所述饑酸裡為納米級顆?；蛘邽榧{米級顆粒形成的微米級的二次顆粒，所述包覆層厚 度為2~30nm，所述包覆層包括導電性包覆層或/和穩(wěn)定性包覆層，所述納米級是指在=維 方向上至少有一維的尺寸小于lOOOnm。
2. 如權利要求1所述的一種饑酸裡負極材料，其特征在于，所述饑酸裡化學式包括 Lii±xW3±Y，Li3±xV〇4±Y^n Li i±xV2〇5±Y，其中，0《X《0. 2,0《Y《0. 2。
3. 如權利要求1所述的一種饑酸裡負極材料，其特征在于，所述導電性包覆層和所述 穩(wěn)定性包覆層位于同一層內(nèi)，或者所述穩(wěn)定性包覆層和所述導電性包覆層在不同的層內(nèi)， 且所述穩(wěn)定性包覆層在內(nèi)并所述導電性包覆層在外；所述包覆層總質(zhì)量占所述饑酸裡負極 材料總重量的1~30%，且該包覆層的包覆面積為核部表面積的60%~100%。
4. 如權利要求1所述的一種饑酸裡負極材料，其特征在于，所述導電性包覆層用于提 高材料的導電性，該導電性包覆層包括無定型碳、石墨化碳、Ru2〇、金屬Ni、金屬化、聚苯胺、 聚化咯和聚唾吩中的一種或者多種，該導電性包覆層質(zhì)量占所述饑酸裡負極材料總重量的 1~20%，所述導電性包覆層厚度為2~30nm，且其包覆面積為所述核部表面積的60%~ 100%。
5. 如權利要求1所述的一種饑酸裡負極材料，其特征在于，所述穩(wěn)定性包覆層用于增 強材料的熱穩(wěn)定性和電化學穩(wěn)定性，該穩(wěn)定性包覆層包括Al2〇3、MgO、化0、Si〇2、Ti〇2、B203、 化0、V2O5、P2O5、Li3P〇4、A1P04、A1 (OH) 3、AIF3 W及CaF 2中的一種或者多種，該穩(wěn)定性包覆層 厚度為2~30皿，該穩(wěn)定性包覆層質(zhì)量占所述饑酸裡負極材料總重量的1~20%，且其包 覆面積為所述核部表面積的60%~100%。
6. -種制備如權利要求1~5之一所述饑酸裡負極材料的方法，其特征在于，通過化學 氣相沉積方法W惰性氣體為載氣將有機碳源帶入高溫反應器中，在核部表面熱解形成無定 型碳或者石墨化碳的導電性包覆層，反應溫度為400~1200°C，保溫時間為30~eOOmin。
7. 如權利要求6所述的方法，其特征在于，所述有機碳源包括己訣、甲燒、正己燒、環(huán)己 燒、甲苯、酪獻、棚燒W及聚苯中的一種或者多種。
8. -種制備如權利要求1~5之一所述饑酸裡負極材料的方法，其特征在于，采用真空 鍛膜、磁控瓣射、脈沖激光沉積或者原子層沉積方法制備所述導電性包覆層和所述穩(wěn)定性 包覆層。
9. 一種裡離子電池用負極，所述負極包含：集電器；負極活性材料層，所述負極材料層 形成在所述集電器的至少一個表面上并包含負極活性材料，其中所述負極活性材料為權利 要求1~5中任一項所限定的負極活性材料。
10. -種裡離子電池，其包含；正極、負極和設置在所述正極和所述負極之間的隔膜， 其中所述負極為權利要求9中所限定的負極。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種釩酸鋰負極材料、負極、電池以及負極材料的制備方法，屬于電池領域，釩酸鋰負極材料為核殼結構，其核部為釩酸鋰，其殼部為包覆層，釩酸鋰為納米級顆?；蛘邽榧{米級顆粒形成的微米級的二次顆粒，所述包覆層厚度為2～30nm，包覆層包括導電性包覆層或/和穩(wěn)定性包覆層。通過化學氣相沉積方法以惰性氣體為載氣將有機碳源帶入高溫反應器中，在核部表面形成無定型碳或者石墨化碳的導電性包覆層。采用真空鍍膜、磁控濺射、脈沖激光沉積或者原子層沉積方法制備導電性包覆層和穩(wěn)定性包覆層。本發(fā)明使釩酸鋰作為負極活性材料獲得高的庫侖效率、大的比容量和良好的倍率性能，充分利用了釩酸鋰具有合適的嵌入脫出電位和可觀的容量。
【IPC分類】H01M4-131, H01M4-62, H01M4-1391
【公開號】CN104681784
【申請?zhí)枴緾N201510070723
【發(fā)明人】李會巧, 邵高琦, 翟天佑
【申請人】華中科技大學
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年2月10日