[發(fā)明專(zhuān)利]一種納米級(jí)鋰電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910143905.3
• 申請(qǐng)日: 2009-06-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101567449A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐瑞松
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 徐瑞松
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/58;H01M4/04
• 代理公司: 北京匯澤知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張 瑾

1.一種納米級(jí)鋰電池正極材料，其特征在于：該材料以鋰鐵磷酸鹽為基材，還摻有導(dǎo)電摻雜離子和增壓摻雜離子，化學(xué)通式為：(Li_x[M_1-x])(Fe_y[N_1-y])PO₄，式中：x＝0.9～0.96；y＝0.93～0.97；M為導(dǎo)電摻雜離子，選自Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ti²⁺、Al³⁺、B³⁺、Ce³⁺、C⁴⁺、Si⁴⁺、Ge⁴⁺或P⁵⁺其中之一或任意兩種以上的組合；N為增壓摻雜離子，選自Ti²⁺、V⁵⁺、Co³⁺、Ni³⁺、Mn²⁺、Cr³⁺、Cu²⁺或Mo⁴⁺其中之一或任意兩種以上的組合。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的納米級(jí)鋰電池正極材料，其特征在于：該材料的顆粒直徑為40～80nm。

3.權(quán)利要求1或2所述納米級(jí)鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述制備方法采用固相反應(yīng)，包括以下步驟：

a.將磷酸二氫鋰、乙二酸亞鐵、葡萄糖及導(dǎo)電摻雜劑和增壓摻雜劑混合均勻后，碎成粉體，其中，各原料的摩爾比為：磷酸二氫鋰∶乙二酸亞鐵∶葡萄糖∶導(dǎo)電摻雜劑∶增壓摻雜劑＝1∶0.98～0.99∶0.069～0.07∶0.04～0.1∶0.029～0.07；或磷酸二氫鋰∶乙二酸亞鐵∶葡萄糖∶導(dǎo)電摻雜劑∶增壓摻雜劑＝9.62∶9.80∶0.67∶0.42∶0.69；或磷酸二氫鋰∶乙二酸亞鐵∶葡萄糖∶導(dǎo)電摻雜劑∶增壓摻雜劑＝9.62∶9.73∶0.67∶0.96；0.31；或磷酸二氫鋰∶乙二酸亞鐵∶葡萄糖∶導(dǎo)電摻雜劑∶增壓摻雜劑＝9.62∶9.73∶0.67∶0.68∶0.50；

b.將步驟a得到的粉體壓粒后，在惰性氣體環(huán)境中，升溫到200～400℃恒溫?zé)Y(jié)2～3小時(shí)；

c.冷卻至室溫，取出后碎成粉體、混合均勻；

d.將步驟c得到的粉體壓粒后，在惰性氣體環(huán)境中，升溫到500～780℃恒溫?zé)Y(jié)15～20小時(shí)；

e.冷卻至室溫，取出后碎成粉體；

f.將步驟e得到的粉體進(jìn)行超微氣流粉碎和分級(jí)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述納米級(jí)鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟a中，所述導(dǎo)電摻雜劑為Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Ti²⁺、Al³⁺、B³⁺、Ce³⁺、C⁴⁺、Si⁴⁺、Ge⁴⁺或P⁵⁺的化合物或任意兩種以上的組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述納米級(jí)鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟a中，所述導(dǎo)電摻雜劑的加入量為：導(dǎo)電摻雜離子的摩爾數(shù)是鋰離子摩爾數(shù)與導(dǎo)電摻雜離子摩爾數(shù)之和的4～10％。?

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述納米級(jí)鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟a中，所述增壓摻雜劑為T(mén)i²⁺、V⁵⁺、Co³⁺、Ni³⁺、Mn²⁺、Cr³⁺、Cu²⁺或Mo⁴⁺的氧化物、碳酸鹽、硫化物或磷酸鹽或任意兩種以上的組合。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述納米級(jí)鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟a中，所述增壓摻雜劑的加入量為：增壓摻雜離子的摩爾數(shù)是鐵離子摩爾數(shù)與增壓摻雜離子摩爾數(shù)之和的3～7％。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述納米級(jí)鋰電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟a、c和e中，碎成粉體時(shí)，采用ZrO球磨機(jī)。?