本發(fā)明涉及電化學材料制備領域，更具體地，涉及一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料及其制備方法。

背景技術：

鋰離子電池自上世紀九十年代問世以來，因其高能量密度、良好的循環(huán)性能及荷電保護能力被認為是高容量、大功率電池的理想之選。在鋰離子電池中，正極材料的使用量很大，這增加了鋰離子電池的生產成本。目前，用作鋰離子電池正極材料的物質主要是含鋰過渡金屬氧化物，包括層狀結構的limo（m=co、ni、mn）和尖晶石型的limn2o4。然而，這些材料由于價格（licoo2）、安全性（linio2）、高溫電化學性能（limn2o4）等原因使它們在高容量電池的應用方面受到諸多制約。因此，尋找新的價格低廉、性能優(yōu)良的正極材料成為鋰離子電池研究的重點。

自goodenough等首次提出聚陰離子鋰電正極材料磷酸鐵鋰以來，研究者對聚陰離子磷酸鹽展開了大量研究，其中最為成功的就是實現了磷酸鐵鋰正極材料的工業(yè)化生產，而人們對磷酸釩鋰的研究報道不是很多，目前仍未實現工業(yè)化生產。但磷酸釩鋰是性能比磷酸鐵鋰更優(yōu)異的一種材料：優(yōu)良的熱穩(wěn)定性，在目前所研究的正極材料中僅稍低于磷酸亞鐵鋰；高的放電電壓和多個放電電壓平臺，平均放電電壓為4.1v，高于磷酸亞鐵鋰的的3.4v放電電壓，而且有3.5v、3.6v、4.1v和4.6v共計4個放電平臺；優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性和高的放電容量，理論容量為197mah/g，高于磷酸亞鐵鋰170mah/g的理論容量。因此磷酸釩鋰的研究空間很大。

li3v2（po4）3由于其晶體結構的特點，具有較低的電子導電率和鋰離子擴散系數，在一定程度上阻礙了其在商業(yè)化上的應用。目前，改善磷酸釩鋰電化學性能的有效途徑主要有碳包覆和高價金屬離子摻雜兩種方法。碳包覆既能改善磷酸釩鋰顆粒間的導電性，又能減小磷酸釩鋰顆粒的大小，進而改善磷酸釩鋰的宏觀電化學性能。但碳包覆也存在如下問題：首先，無定形碳在顆粒之間難以均勻分布，產品性能的穩(wěn)定性難以保證；其次，無定形碳的加入，使振實密度明顯下降，這使得磷酸釩鋰性能的改善和振實密度的提高不能有機地統(tǒng)一起來。采用高價金屬離子摻雜的方法時，金屬離子進入晶格后改善了磷酸釩鋰的晶體結構，使其電子導電率得到了本質的提高，從而改善了其宏觀電化學性能，但如何使高價金屬離子準確地進入磷酸釩鋰晶體的入鋰位或鐵位，是目前較難控制的問題。

如今，像棉花、秸稈等很多生物質碳都被焚燒、喂豬或被當成垃圾直接丟棄，這不僅造成了資源的巨大浪費，而且還造成了一定的環(huán)境污染?，F在，很多國家都認識到了生物質碳的無污染、高柱能、可再生等優(yōu)點，變廢為寶。因此用生物質碳作為鋰離子正極材料的碳源具有非常光明的應用前景。

技術實現要素：

本發(fā)明要解決的技術問題在于針對現有技術的不足，提供一種具有高振實密度的金屬離子摻雜并具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的制備方法，該制備方法工藝簡單、操作容易、綠色環(huán)保、成本較低。

本發(fā)明還提供一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料。

本發(fā)明的目的通過以下技術方案予以實現：

提供一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的制備方法，包括以下步驟：

s1.將生物質炭經過硝酸溶液浸泡，再進行碳化，然后研磨得到處理后的生物質炭；

s2.將可溶性的鋰化合物、五氧化二釩、磷酸鹽作為原料，按照鋰、釩、磷、的摩爾比比為3:2:3溶于去離子水中，加入檸檬酸，然后通過攪拌得到澄清溶液，再加入步驟s1中處理后的生物質炭，得到混合溶液；

s3.將步驟s2中混合溶液放到油浴鍋中，并不斷攪拌溶液，同時向混合溶液通入氣泡，通入氣泡的速率為100ml/min～1000ml/min，待溶液完全變成凝膠狀后取出洗滌、烘干得到磷酸釩鋰前驅體；

s4.將步驟s3中磷酸釩鋰前驅體洗滌、烘干、干燥后置于保護氣氛中高溫煅燒，碳化、合成后形成具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料。

本發(fā)明生物質炭經過處理后分解為無定型的碳，不僅包覆在磷酸釩鋰的表面，提高磷酸釩鋰的導電性，而且還限制了磷酸釩鋰粒子的生長。

本發(fā)明在油浴鍋中形成的多孔泡沫-核心骨架結構的青蛙卵狀的磷酸釩鋰復合正極材料具有多孔道和孔孔聯(lián)通的特點，這種結構能讓電解液很容易的進來，增大了電解液與具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的接觸面積，大大縮短了鋰離子的傳輸路徑，提高了鋰離子的傳輸效率，從而獲得了良好的電化學性能。

優(yōu)選地，步驟s1中所述生物質炭為地瓜渣、絲瓜瓤、方瓜瓤或葛根渣中的一種或多種。

優(yōu)選地，步驟s1中所述碳化的溫度為300～800℃，所述研磨的時間為10～30min。

優(yōu)選地，步驟s2中所述處理后的生物質炭加入量為20wt%，所述攪拌溫度為60℃。

優(yōu)選地，步驟s2中所述鋰源為乙酸鋰、硝酸鋰、氫氧化鋰、葡萄糖酸鋰或甲酸鋰；所述磷源為磷酸二氫銨。

優(yōu)選地，步驟s3中所述油浴鍋的溫度為100℃～300℃，攪拌速度為50～90r/min。

優(yōu)選地，步驟s3中所述通入氣泡是指用氣罐經過調節(jié)閥吹入二氧化碳、氮氣、氬氣或氦氣中的一種或多種。

優(yōu)選地，步驟s3中所述通入氣泡的速率為200ml/min～300ml/min。

優(yōu)選地，步驟s4中所述高溫煅燒是指先在溫度為300℃～400℃，煅燒時間為4～10h，然后在溫度為500℃～1000℃，煅燒時間為5～20h。

本發(fā)明同時提供應用所述具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的制備方法，制備得到的具有高振實密度的金屬離子摻雜并具有多孔泡沫-核心結構的磷酸釩鋰復合正極材料。

與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明利用的生物質炭是常見的生物質，來源廣泛，價格合理，綠色環(huán)保。生物質炭在高溫下分解為無定型的碳，不僅包覆在磷酸釩鋰的表面，提高磷酸釩鋰的導電性，而且還限制了磷酸釩鋰粒子的生長，不影響磷酸釩鋰的結構。

本發(fā)明在油浴鍋中形成的多孔泡沫-核心骨架結構的青蛙卵狀的磷酸釩鋰復合正極材料具有多孔道和孔孔聯(lián)通的特點，這種結構能讓電解液很容易的進來，增大了電解液與具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的接觸面積，大大縮短了鋰離子的傳輸路徑，提高了鋰離子的傳輸效率，從而獲得了良好的電化學性能。

本發(fā)明具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料在5c倍率下充放電時，室溫下首次充放電比容量可達100~180mah/g，經過50次循環(huán)后，容量保持率達91%以上。

本發(fā)明的制備方法工藝簡單、容易操作、成本較低，為獲得上述性能優(yōu)良的磷酸釩鋰復合正極材料提供了有效途徑。

附圖說明

圖1、2是具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料掃描電鏡圖。

圖3是具體實施例1中的xrd圖。

圖4是具體實施例7中的具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料復的容量衰減曲線圖。

具體實施方式

下面實施例進一步詳細說明本發(fā)明。除非特別說明，本發(fā)明實施例使用的各種原料均可以通過常規(guī)市購得到，或根據本領域的常規(guī)方法制備得到，所用設備為實驗常用設備。除非另有定義或說明，本文中所使用的所有專業(yè)與科學用語與本領域技術熟練人員所熟悉的意義相同。

實施例1

一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的制備方法，包括以下步驟：

s1.將地瓜渣經過稀硝酸浸泡，再進行高溫碳化，溫度為300℃，然后研磨10min得到處理后的生物質炭；

s2.將可溶性的乙酸鋰、五氧化二釩、磷酸二氫銨作為原料，按照鋰、釩、磷的摩爾比比為3:2:3溶于去離子水中，然后再加入檸檬酸，檸檬酸的摩爾比與釩的摩爾比為1:1，放在磁力攪拌器上，在60℃溫度下攪拌，使其完全溶解，直至得到澄清溶液，再加入20wt%步驟s1中處理后的生物質炭，得到混合溶液；

s3.把步驟s2中混合溶液放到200℃油浴鍋中，以60r/min不斷攪拌溶液，同時向混合溶液用氣罐經過調節(jié)閥吹入二氧化碳，通入氣泡的速率為100ml/min，待溶液完全變成凝膠狀后取出洗滌、烘干得到磷酸釩鋰前驅體；

s4.將步驟s3中磷酸釩鋰前驅體洗滌、烘干、干燥后置于保護氣氛中高溫煅燒，即先在溫度為350℃，煅燒時間為5h，然后在溫度為750℃，煅燒時間為10h，碳化、合成后形成一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料。

所得的磷酸釩鋰復合正極材料在5c倍率下充放電時，室溫下首次放電比容量可達120mah/g；經過50次循環(huán)后，容量保持率為94%，本實施例生物質炭對磷酸釩鋰的結構沒有影響，具體見圖3。

實施例2

一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的制備方法，包括以下步驟：

s1.將絲瓜瓤經過稀硝酸浸泡，再進行高溫碳化，溫度為400℃，然后研磨30min得到處理后的生物質炭；

s2.將可溶性的硝酸鋰、五氧化二釩、磷酸二氫銨作為原料，按照鋰、釩、磷的摩爾比比為3:2:3溶于去離子水中，然后再加入檸檬酸，檸檬酸的摩爾比與釩的摩爾比為2:1，放在磁力攪拌器上，在60℃溫度下攪拌，使其完全溶解，直至得到澄清溶液，再加入20wt%步驟s1中處理后的生物質炭，得到混合溶液；

s3.把步驟s2中混合溶液放到250℃油浴鍋中，以80r/min不斷攪拌溶液，同時向混合溶液用氣罐經過調節(jié)閥吹入氮氣，通入氣泡的速率為200ml/min，待溶液完全變成凝膠狀后取出洗滌、烘干得到磷酸釩鋰前驅體；

s4.將步驟s3中磷酸釩鋰前驅體洗滌、烘干、干燥后置于保護氣氛中高溫煅燒，即先在溫度為350℃，煅燒時間為5h，然后在溫度為750℃，煅燒時間為15h，碳化、合成后形成一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料。

所得的磷酸釩鋰復合正極材料在5c倍率下充放電時，室溫下首次放電比容量可達131mah/g；經過50次循環(huán)后，容量保持率為92.8%。

實施例3

一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的制備方法，包括以下步驟：

s1.將方瓜瓤經過稀硝酸浸泡，再進行高溫碳化，溫度為500℃，然后研磨20min得到處理后的生物質炭；

s2.將可溶性的乙酸鋰、五氧化二釩、磷酸二氫銨作為原料，按照鋰、釩、磷的摩爾比比為3:2:3溶于去離子水中，然后再加入檸檬酸，檸檬酸的摩爾比與釩的摩爾比為3:1，放在磁力攪拌器上，在60℃溫度下攪拌，使其完全溶解，直至得到澄清溶液，再加入20wt%步驟s1中處理后的生物質炭，得到混合溶液；

s3.把步驟s2中混合溶液放到100℃油浴鍋中，以70r/min不斷攪拌溶液，同時向混合溶液用氣罐經過調節(jié)閥吹入氬氣和氦氣，通入氣泡的速率為300ml/min，待溶液完全變成凝膠狀后取出洗滌、烘干得到磷酸釩鋰前驅體；

s4.將步驟s3中磷酸釩鋰前驅體洗滌、烘干、干燥后置于保護氣氛中高溫煅燒，即先在溫度為350℃，煅燒時間為5h，然后在溫度為750℃，煅燒時間為10h，碳化、合成后形成一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料。

所得的磷酸釩鋰復合正極材料在5c倍率下充放電時，室溫下首次放電比容量可達153mah/g；經過50次循環(huán)后，容量保持率為94.2%。

實施例4

一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的制備方法，包括以下步驟：

s1.將葛根渣經過稀硝酸浸泡，再進行高溫碳化，溫度為600℃，然后研磨30min得到處理后的生物質炭；

s2.將可溶性的氫氧化鋰、五氧化二釩、磷酸二氫銨作為原料，按照鋰、釩、磷的摩爾比比為3:2:3溶于去離子水中，然后再加入檸檬酸，檸檬酸的摩爾比與釩的摩爾比為4:1，放在磁力攪拌器上，在60℃溫度下攪拌，使其完全溶解，直至得到澄清溶液，再加入20wt%步驟s1中處理后的生物質炭，得到混合溶液；

s3.把步驟s2中混合溶液放到280℃油浴鍋中，以60r/min不斷攪拌溶液，同時向混合溶液用氣罐經過調節(jié)閥吹入氬氣，通入氣泡的速率為400ml/min，待溶液完全變成凝膠狀后取出洗滌、烘干得到磷酸釩鋰前驅體；

s4.將步驟s3中磷酸釩鋰前驅體洗滌、烘干、干燥后置于保護氣氛中高溫煅燒，即先在溫度為350℃，煅燒時間為5h，然后在溫度為850℃，煅燒時間為15h，碳化、合成后形成一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料。

所得的磷酸釩鋰復合正極材料在5c倍率下充放電時，室溫下首次放電比容量可達128mah/g；經過50次循環(huán)后，容量保持率為91.3%。

實施例5

一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的制備方法，包括以下步驟：

s1.將地瓜渣和絲瓜瓤經過稀硝酸浸泡，再進行高溫碳化，溫度為700℃，然后研磨10min得到處理后的生物質炭；

s2.將可溶性的乙酸鋰、五氧化二釩、磷酸二氫銨作為原料，按照鋰、釩、磷的摩爾比比為3:2:3溶于去離子水中，然后再加入檸檬酸，檸檬酸的摩爾比與釩的摩爾比為5:1，放在磁力攪拌器上，在60℃溫度下攪拌，使其完全溶解，直至得到澄清溶液，再加入20wt%步驟s1中處理后的生物質炭，得到混合溶液；

s3.把步驟s2中混合溶液放到200℃油浴鍋中，以60r/min不斷攪拌溶液，同時向混合溶液用氣罐經過調節(jié)閥吹入氦氣，通入氣泡的速率為500ml/min，待溶液完全變成凝膠狀后取出洗滌、烘干得到磷酸釩鋰前驅體；

s4.將步驟s3中磷酸釩鋰前驅體洗滌、烘干、干燥后置于保護氣氛中高溫煅燒，即先在溫度為400℃，煅燒時間為10h，然后在溫度為750℃，煅燒時間為20h，碳化、合成后形成一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料。

所得的磷酸釩鋰復合正極材料在5c倍率下充放電時，室溫下首次放電比容量可達132mah/g；經過50次循環(huán)后，容量保持率為91.1%。

實施例6

一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的制備方法，包括以下步驟：

s1.將方瓜瓤和葛根渣經過稀硝酸浸泡，再進行高溫碳化，溫度為800℃，然后研磨10min得到處理后的生物質炭；

s2.將可溶性的葡萄糖酸鋰、五氧化二釩、磷酸二氫銨作為原料，按照鋰、釩、磷的摩爾比比為3:2:3溶于去離子水中，然后再加入檸檬酸，檸檬酸的摩爾比與釩的摩爾比為3:1，放在磁力攪拌器上，在60℃溫度下攪拌，使其完全溶解，直至得到澄清溶液，再加入20wt%步驟s1中處理后的生物質炭，得到混合溶液；

s3.把步驟s2中混合溶液放到300℃油浴鍋中，以50r/min不斷攪拌溶液，同時向混合溶液用氣罐經過調節(jié)閥吹入二氧化碳、氮氣和，通入氣泡的速率為300ml/min，待溶液完全變成凝膠狀后取出洗滌、烘干得到磷酸釩鋰前驅體；

s4.將步驟s3中磷酸釩鋰前驅體洗滌、烘干、干燥后置于保護氣氛中高溫煅燒，即先在溫度為350℃，煅燒時間為5h，然后在溫度為750℃，煅燒時間為10h，碳化、合成后形成一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料。

所得的磷酸釩鋰復合正極材料在5c倍率下充放電時，室溫下首次放電比容量可達140mah/g；經過50次循環(huán)后，容量保持率為93.4%。

實施例7

一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的制備方法，包括以下步驟：

s1.將地瓜渣、絲瓜瓤和方瓜瓤經過稀硝酸浸泡，再進行高溫碳化，溫度為300℃，然后研磨30min得到處理后的生物質炭；

s2.將可溶性的甲酸鋰、五氧化二釩、磷酸二氫銨作為原料，按照鋰、釩、磷的摩爾比比為3:2:3溶于去離子水中，然后再加入檸檬酸，檸檬酸的摩爾比與釩的摩爾比為3:1，放在磁力攪拌器上，在60℃溫度下攪拌，使其完全溶解，直至得到澄清溶液，再加入20wt%步驟s1中處理后的生物質炭，得到混合溶液；

s3.把步驟s2中混合溶液放到150℃油浴鍋中，以60r/min不斷攪拌溶液，同時向混合溶液用氣罐經過調節(jié)閥吹入二氧化碳、氬氣和氦氣，通入氣泡的速率為600ml/min，待溶液完全變成凝膠狀后取出洗滌、烘干得到磷酸釩鋰前驅體；

s4.將步驟s3中磷酸釩鋰前驅體洗滌、烘干、干燥后置于保護氣氛中高溫煅燒，即先在溫度為350℃，煅燒時間為5h，然后在溫度為600℃，煅燒時間為10h，碳化、合成后形成一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料。

所得的磷酸釩鋰復合正極材料在5c倍率下充放電時，室溫下首次放電比容量可達105mah/g；經過50次循環(huán)后，容量保持率為91.4%,本實施例經過多個循環(huán)后，曲線相對平穩(wěn)，比容量保持在105mah/g,這說明本發(fā)明磷酸釩鋰復合正極材料具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性能，具體參照圖4。

實施例8

一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的制備方法，包括以下步驟：

s1.將絲瓜瓤、方瓜瓤和葛根渣經過稀硝酸浸泡，再進行高溫碳化，溫度為800℃，然后研磨10min得到處理后的生物質炭；

s2.將可溶性的乙酸鋰、五氧化二釩、磷酸二氫銨作為原料，按照鋰、釩、磷的摩爾比比為3:2:3溶于去離子水中，然后再加入檸檬酸，檸檬酸的摩爾比與釩的摩爾比為3:1，放在磁力攪拌器上，在60℃溫度下攪拌，使其完全溶解，直至得到澄清溶液，再加入20wt%步驟s1中處理后的生物質炭，得到混合溶液；

s3.把步驟s2中混合溶液放到280℃油浴鍋中，以80r/min不斷攪拌溶液，同時向混合溶液用氣罐經過調節(jié)閥吹入氮氣和氦氣，通入氣泡的速率為600ml/min，待溶液完全變成凝膠狀后取出洗滌、烘干得到磷酸釩鋰前驅體；

s4.將步驟s3中磷酸釩鋰前驅體洗滌、烘干、干燥后置于保護氣氛中高溫煅燒，即先在溫度為350℃，煅燒時間為5h，然后在溫度為750℃，煅燒時間為20h，碳化、合成后形成一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料。

所得的磷酸釩鋰復合正極材料在5c倍率下充放電時，室溫下首次放電比容量可達150mah/g；經過50次循環(huán)后，容量保持率為93.3%。

實施例9

一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料的制備方法，包括以下步驟：

s1.將地瓜渣、絲瓜瓤、方瓜瓤和葛根渣經過稀硝酸浸泡，再進行高溫碳化，溫度為500℃，然后研磨20min得到處理后的生物質炭；

s2.將可溶性的乙酸鋰、五氧化二釩、磷酸二氫銨作為原料，按照鋰、釩、磷的摩爾比比為3:2:3溶于去離子水中，然后再加入檸檬酸，檸檬酸的摩爾比與釩的摩爾比為3:1，放在磁力攪拌器上，在60℃溫度下攪拌，使其完全溶解，直至得到澄清溶液，再加入20wt%步驟s1中處理后的生物質炭，得到混合溶液；

s3.把步驟s2中混合溶液放到250℃油浴鍋中，并不斷攪拌溶液，同時向混合溶液用氣罐經過調節(jié)閥吹入二氧化碳、氮氣、氬氣和氦氣，通入氣泡的速率為1000ml/min，待溶液完全變成凝膠狀后取出洗滌、烘干得到磷酸釩鋰前驅體；

s4.將步驟s3中磷酸釩鋰前驅體洗滌、烘干、干燥后置于保護氣氛中高溫煅燒，即先在溫度為400℃，煅燒時間為5h，然后在溫度為750℃，煅燒時間為10h，碳化、合成后形成一種具有多孔泡沫的磷酸釩鋰復合正極材料。

所得的磷酸釩鋰復合正極材料在5c倍率下充放電時，室溫下首次放電比容量可達130mah/g；經過50次循環(huán)后，容量保持率為93.1%。

對比例1

一種磷酸釩鋰正極材料的制備方法，包括以下步驟：

s1.將可溶性的乙酸鋰、五氧化二釩、磷酸二氫銨作為原料，按照鋰、釩、磷的摩爾比比為3:2:3溶于去離子水中，然后再加入檸檬酸，檸檬酸的摩爾比與釩的摩爾比為3:1，放在磁力攪拌器上，在60℃溫度下攪拌，使其完全溶解，直至得到澄清溶液；

s3.把步驟s2中澄清溶液放到200℃油浴鍋中，以60r/min不斷攪拌溶液，同時向混合溶液用氣罐經過調節(jié)閥吹入二氧化碳，通入氣泡的速率為100ml/min，待溶液完全變成凝膠狀后取出洗滌、烘干得到磷酸釩鋰前驅體；

s4.將步驟s3中磷酸釩鋰前驅體洗滌、烘干、干燥后置于保護氣氛中高溫煅燒，即先在溫度為350℃，煅燒時間為5h，然后在溫度為750℃，煅燒時間為10h，碳化、合成后形成一種磷酸釩鋰正極材料。

所得的磷酸釩鋰正極材料在5c倍率下充放電時，室溫下首次放電比容量可達80mah/g；經過50次循環(huán)后，容量保持率為82%。

對比例2

一種磷酸釩鋰正極材料的制備方法，包括以下步驟：

s1.將地瓜渣經過稀硝酸浸泡，再進行高溫碳化，溫度為300℃，然后研磨10min得到處理后的生物質炭；

s2.將可溶性的乙酸鋰、五氧化二釩、磷酸二氫銨作為原料，按照鋰、釩、磷的摩爾比比為3:2:3溶于去離子水中，然后再加入檸檬酸，檸檬酸的摩爾比與釩的摩爾比為3:1，放在磁力攪拌器上，在60℃溫度下攪拌，使其完全溶解，直至得到澄清溶液，再加入20wt%步驟s1中處理后的生物質炭，得到混合溶液；

s3.把步驟s2中混合溶液放到200℃油浴鍋中，以60r/min不斷攪拌溶液，待溶液完全變成凝膠狀后取出洗滌、烘干得到磷酸釩鋰前驅體；

s4.將步驟s3中磷酸釩鋰前驅體洗滌、烘干、干燥后置于保護氣氛中高溫煅燒，即先在溫度為350℃，煅燒時間為5h，然后在溫度為750℃，煅燒時間為10h，碳化、合成后形成磷酸釩鋰碳正極材料。

所得的磷酸釩鋰正極材料在5c倍率下充放電時，室溫下首次放電比容量可達52mah/g；經過50次循環(huán)后，容量保持率為81%。

性能測試結果及表征:

圖1、圖2是本專利通過吹氣泡和加入生物質炭合成材料的掃描電鏡圖。從圖中可以清楚的看出合成的磷酸釩鋰碳復合材料像青蛙卵似的有很多孔，這有利于電解液的進入，提高鋰離子的傳輸速率，從而提高鋰電池的電化學性能。

圖3是具體實施例1中的xrd圖。從圖中可以看出無碳的雜峰出現，說明生物質炭對磷酸釩鋰的結構沒有影響。

圖4為實施例7中的磷酸釩鋰復合正極材料在3.0～4.3v電壓下的循環(huán)性能測試圖。經過多個循環(huán)后，曲線相對平穩(wěn)，比容量保持在105mah/g,這說明本發(fā)明磷酸釩鋰復合材料具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性能。