【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池材料领域，尤其涉及一种方酸锂纳米片的制备方法、由其制备得到的方酸锂纳米片及应用。
技术介绍
1、在现代电池
，锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命和低自放电率等优点而成为首选的能量存储解决方案。然而，随着对电池性能要求的不断提高，传统的锂离子电池在某些方面已经显示出了不足，尤其是在不可逆锂损失中和高能量密度方面。为了解决这些问题，研究人员一直在探索新的材料和技术，其中补锂剂的开发和应用成为了一个引人注目的研究方向。
2、补锂剂是传统锂离子电池中用于补充锂离子的常用材料，它们在电池充放电过程中起着至关重要的作用。方酸锂作为一种已知的正极补锂剂材料，具有比传统正极材料更高的比容量，适合作为补锂剂以补偿不可逆损失锂离子并提高能量密度。但是，微米级方酸锂的厚度和结构往往限制了其导电性和锂离子的扩散速度，导致电池充放电速率受限，并且可能影响电池的循环稳定性和寿命。为了克服这些挑战，研究人员探究了不同的制备方法来改善方酸锂的性能。
3、cn113443973a公开了一种方酸锂及其制备方法和应用，其采用冷冻干燥法处理水溶液制备的方酸锂，通过降低方酸锂尺寸至纳米级(50～100nm)，其脱锂电位由4.2降至3.8v。然而，这种方法的高成本和不利于量产限制了其在大规模生产中的应用。
4、cn118324621a公开了一种方酸锂及其制备方法与应用，其通过前驱体分布改性-混合热处理再水热，得到方酸锂饱和溶液，再水热后重结晶得到方酸锂，作为补锂剂添加提升了电池的容量，但操作步骤多，水为溶剂后
5、cn115417754a公开了一种纳米方酸锂及其制备方法、正极片和锂电池，采用重结晶方法制备了平均粒径为100～500nm的方酸锂，应用于磷酸铁锂体系，有效提升全电池的首充容量和库伦效率，降低了首次不可逆的锂损耗，提升循环和能量密度。尽管这种方法在提升电池性能方面显示出潜力，但该操作较为繁琐、设备要求高，存在规模化生产的挑战。
6、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种方酸锂纳米片的制备方法、由其制备得到的方酸锂纳米片及应用。本专利技术所述方酸锂纳米片的制备方法通过溶剂热合成法制备的超薄方酸锂纳米片，制备工艺简单，稳定性高，容易操作，成本低，制备得到的方酸锂纳米片厚度可降低至到5nm左右，超薄的结构设计使得锂离子能够更快地在电极材料中扩散，从而显著提高了电池的充放电速率。
2、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种方酸锂纳米片的制备方法，所述方酸锂纳米片的制备方法包括：
4、将方酸、锂源和模板调节剂在醇中进行混合后，再经溶剂热反应，得到方酸锂纳米片。
5、优选地，所述方酸和锂源中的锂的摩尔比为1:(2.0～2.4)。
6、优选地，所述锂源包括氧化锂、氢氧化锂、碳酸锂、碳酸氢锂或乙酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
7、优选地，所述模板调节剂的添加量占所述方酸和锂源的总质量的0.1～5.0％。
8、优选地，所述模板调节剂包括聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基磺酸钠、油酸或聚乙二醇中的任意一种或至少两种的组合。
9、优选地，所述醇的添加量为所述方酸和锂源的总质量的1～5倍。
10、优选地，所述醇选自乙醇、乙二醇、甘油、季戊四醇、三羟甲基乙烷、木糖醇或山梨醇中的任意一种或至少两种的组合。
11、优选地，所述混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为200～1500rpm，所述搅拌的温度为5～80℃，所述搅拌的时间为0.5～2h。
12、优选地，所述溶剂热反应的温度为100～160℃，所述溶剂热反应的时间为4～12h。
13、第二方面，本专利技术提供一种方酸锂纳米片，所述方酸锂纳米片由如第一方面所述的方酸锂纳米片的制备方法制备得到。
14、优选地，所述方酸锂纳米片的厚度为6nm以下，优选为4～6nm，进一步优选为5nm。
15、第三方面，本专利技术提供一种如第二方面所述的方酸锂纳米片在作为锂电池正极补锂材料中的应用。
16、相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
17、(1)本专利技术制得的超薄方酸锂纳米片可作为锂电池正极补锂剂，补锂剂高效、无毒，制备工艺简单，稳定性高，容易操作，成本低，具有广阔的应用前景和潜在的工业化价值，并且可以扩展到其他材料的合成中。
18、(2)本专利技术利用方酸锂纳米片在锂电池充电过程中提供的额外的锂离子对电池体系中由于副反应或者界面生成引起的不可逆锂离子消耗进行补偿，以提高全电池的实际容量，实现锂离子电池循环寿命以及能量密度的有效提升；以影响电池电化学性能作为出发点，对补锂添加剂的形貌构造进行选择性调控设计，使得到的正极材料在满足锂离子电池常规性能的情况下，循环寿命和能量密度得到提高。
19、(3)本专利技术通过控制方酸锂的制备方法，一方面能够保证得到的方酸盐的稳定性，另一方面能够控制方酸锂的形貌，使得到的方酸锂作为补锂添加剂，具有更好的电化学性能，此外，能够避免得到的方酸盐中含有结晶水，避免了结晶水难以除去的问题，也不会对电池的性能造成影响。
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1.一种方酸锂纳米片的制备方法，其特征在于，所述方酸锂纳米片的制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的方酸锂纳米片的制备方法，其特征在于，所述方酸和锂源中的锂的摩尔比为1:(2.0～2.4)。
3.根据权利要求1或2所述的方酸锂纳米片的制备方法，其特征在于，所述锂源包括氧化锂、氢氧化锂、碳酸锂、碳酸氢锂或乙酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的方酸锂纳米片的制备方法，其特征在于，所述模板调节剂的添加量占所述方酸和锂源的总质量的0.1～5.0％。
5.根据权利要求1或4所述的方酸锂纳米片的制备方法，其特征在于，所述模板调节剂包括聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基磺酸钠、油酸或聚乙二醇中的任意一种或至少两种的组合。
6.根据权利要求1所述的方酸锂纳米片的制备方法，其特征在于，所述醇的添加量为所述方酸和锂源的总质量的1～5倍。
7.根据权利要求1所述的方酸锂纳米片的制备方法，其特征在于，所述醇选自乙醇、乙二醇、甘油、季戊四醇、三
8.根据权利要求1所述的方酸锂纳米片的制备方法，其特征在于，所述混合在搅拌条件下进行，所述搅拌的转速为200～1500rpm，所述搅拌的温度为5～80℃，所述搅拌的时间为0.5～2h；
9.一种方酸锂纳米片，其特征在于，所述方酸锂纳米片由如权利要求1～8中任一项所述的方酸锂纳米片的制备方法制备得到；
10.一种根据权利要求9所述的方酸锂纳米片在作为锂电池正极补锂材料中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种方酸锂纳米片的制备方法，其特征在于，所述方酸锂纳米片的制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的方酸锂纳米片的制备方法，其特征在于，所述方酸和锂源中的锂的摩尔比为1:(2.0～2.4)。
3.根据权利要求1或2所述的方酸锂纳米片的制备方法，其特征在于，所述锂源包括氧化锂、氢氧化锂、碳酸锂、碳酸氢锂或乙酸锂中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的方酸锂纳米片的制备方法，其特征在于，所述模板调节剂的添加量占所述方酸和锂源的总质量的0.1～5.0％。
5.根据权利要求1或4所述的方酸锂纳米片的制备方法，其特征在于，所述模板调节剂包括聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷三嵌段共聚物、十六烷基三甲基溴化铵、十六烷基三甲基氯化铵、十二烷基磺酸钠、油酸或聚乙二醇中的任意一...
【专利技术属性】
技术研发人员：王欢，张念椿，朱炯熙，梁锦坤，谭振宗，萧卫泓，孙易桀，吴航，冯巧钰，饶金旺，
申请(专利权)人：达高工业技术研究院广州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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