[發(fā)明專利]一種正極活性材料及其制備方法

有效

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• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN102142556A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡棟杰
• 申請（專利權(quán)）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/1397
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料的結(jié)構(gòu)式為Li_yM_xM′_1-xSiO_4-0.5zF_z，其中，0≤x≤1，2≤y≤2.2；0.01≤z≤0.1，M選自Mn、Fe、Ni或Co中的一種或幾種，M′選自Mn、Fe、Ni或Co中的一種或幾種。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述M為Mn，M′為Fe，0.125≤x≤0.5，0.02≤z≤0.05。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料的結(jié)構(gòu)式中Li被Al和/或Ti部分取代；所述Al和/或Ti的總量與Li的摩爾比為0.01-0.1。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其特征在于，所述正極活性材料的物質(zhì)表面還包覆有碳材料。

5.一種正極活性材料的制備方法，其特征在于，步驟包括：a、將鋰源、M源、M′源、氟源及硅酸根源混合球磨；

b、將步驟a球磨后所得物質(zhì)超聲處理，后干燥；

c、將步驟b所得物質(zhì)在惰性氣氛下燒結(jié)得結(jié)構(gòu)式為Li_yM_xM′_1-xSiO_4-0.5zF_z的物質(zhì)，其中，0≤x≤1，2≤y≤2.2；0.01≤z≤0.1；

其中，M選自Mn、Fe、Ni或Co中的一種或幾種，M′選自Mn、Fe、Ni或Co中的一種或幾種。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的正極活性材料的制備方法，其特征在于，所述鋰源、M源、M′源、氟源及硅酸根源中的Li∶M∶M′∶F∶Si的摩爾比為2∶0-1∶1-0∶0.01-0.1∶1。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的正極活性材料的制備方法，其特征在于，所述M為錳源，所述M′為鐵源，所述鋰源、錳源、鐵源、氟源及硅酸根源中的Li∶Mn∶Fe∶F∶Si的摩爾比為1.9-2.2∶0.125-0.5∶0.5-0.875∶0.02-0.05∶1。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的正極活性材料的制備方法，其特征在于，所述鋰源選自碳酸鋰、醋酸鋰、氫氧化鋰、氯化鋰、硝酸鋰或氟化鋰中的一種或幾種；

所述M源選自M的碳酸鹽、醋酸鹽、硝酸鹽、氯化物或氧化物中的一種或幾種；

所述M′源選自M′的草酸鹽、氯化物或氧化物中的一種或幾種；

所述氟源為氟化鋰；

所述硅酸根源選自正硅酸乙酯、硅溶膠、正硅酸或硅膠中的一種或幾種。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的正極活性材料的制備方法，其特征在于，所述球磨的介質(zhì)為乙醇水溶液，所述乙醇水溶液中水與乙醇的體積比為1∶10-2∶1，所述乙醇水溶液的pH值為7-12。

10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的正極活性材料的制備方法，其特征在于，所述干燥為噴霧干燥，所述噴霧干燥的溫度為50-200℃；

所述超聲處理的時間為2-10h。

11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的正極活性材料的制備方法，其特征在于，所述燒結(jié)的溫度為600-900℃，燒結(jié)的時間為3-20小時。

12.根據(jù)權(quán)利要求6所述的正極活性材料的制備方法，其特征在于，所述燒結(jié)后還包括退火處理，所述退火處理的溫度為300-600℃；所述退火處理的時間為2-10小時。

13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的正極活性材料的制備方法，其特征在于，所述步驟a中還添加有Al源和/或Ti源混合球磨，所述Al源選自氧化鋁、氯化鋁或硝酸鋁中的一種或幾種；所述Ti源選自二氧化鈦或氯化鈦中的一種或兩種；

所述Al源和/或Ti源的添加量與鋰源的摩爾比為0.01-0.1。

14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的正極活性材料的制備方法，其特征在于，所述步驟a中還添加有碳源混合球磨，所述碳源選自蔗糖、葡萄糖、乙二醇或聚乙烯醇中的一種或幾種。