[發(fā)明專利]負極復合材料及其制備方法，以及鋰離子電池

有效

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• 申請日: 2010-12-29
• 公開（公告）號: CN102544446A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發(fā)明（設計）人: 黃賢坤;何向明;姜長印;王丹;高劍;李建軍
• 申請（專利權）人: 清華大學;鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司
• 主分類號: H01M4/1397
• 分類號: H01M4/1397;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鋰離子電池負極復合材料，其包括負極活性材料顆粒，其特征在于，進一步包括包覆于該負極活性材料顆粒表面的摻雜磷酸鋁層，該摻雜磷酸鋁層的材料是半導體性摻雜的磷酸鋁。

2.如權利要求1所述的鋰離子電池負極復合材料，其特征在于，該摻雜磷酸鋁層在該負極復合材料中的質量百分比為0.1％至3％。

3.如權利要求1所述的鋰離子電池負極復合材料，其特征在于，該摻雜磷酸鋁層的材料由化學式Al_1-nM_nPO₄表示，其中M為摻雜元素且價態(tài)為+2價或+4價，并且0＜n＜1。

4.如權利要求3所述的鋰離子電池負極復合材料，其特征在于，0.01≤n≤0.2。

5.如權利要求3所述的鋰離子電池負極復合材料，其特征在于，所述M為Be、Cd、Ni、Fe、Cu及Mg中的一種或者幾種。

6.如權利要求3所述的鋰離子電池負極復合材料，其特征在于，所述M為V、Nb、Ta、Ti及Zr中的一種或者幾種。

7.如權利要求1所述的鋰離子電池負極復合材料，其特征在于，該摻雜磷酸鋁層的厚度為5納米至20納米。

8.如權利要求1所述的鋰離子電池負極復合材料，其特征在于，該摻雜磷酸鋁層為原位生成在該負極活性材料顆粒表面。

9.如權利要求1所述的鋰離子電池負極復合材料，其特征在于，該摻雜磷酸鋁層厚度均勻且連續(xù)。

10.如權利要求1所述的鋰離子電池負極復合材料，其特征在于，所述負極活性材料顆粒為非摻雜鈦酸鋰顆?；驌诫s鈦酸鋰顆粒，該摻雜鈦酸鋰顆粒由化學式Li_(4-g)A_gTi₅O₁₂或Li₄A_hTi_(5-h)O₁₂表示，其中0＜g≤0.33，0＜h≤0.5，A選自堿金屬元素、堿土金屬元素、第13族元素、第14族元素、過渡族元素及稀土元素中的一種或多種。

11.一種鋰離子電池負極復合材料的制備方法，其包括：

提供三價鋁源及摻雜元素源，將該三價鋁源和該摻雜元素源加入溶劑中以形成含三價鋁離子及摻雜離子的溶液；

將待包覆的負極活性材料顆粒加入該含三價鋁離子及摻雜離子的溶液中，形成一混合物；

將磷酸根源溶液加入該混合物進行反應，使該負極活性材料顆粒的表面形成一摻雜磷酸鋁層，該摻雜磷酸鋁層的材料是半導體性摻雜的磷酸鋁；熱處理該表面具有摻雜磷酸鋁層的負極活性材料顆粒。

12.如權利要求11所述的鋰離子電池負極復合材料的制備方法，其特征在于，在所述將待包覆的負極活性材料顆粒加入該含三價鋁離子及摻雜離子的溶液的步驟中，進一步控制該負極活性材料顆粒的加入量，使混合物呈糊狀。

13.如權利要求11所述的鋰離子電池負極復合材料的制備方法，其特征在于，該溶劑為揮發(fā)性有機溶劑，該揮發(fā)性有機溶劑為乙醇、丙酮、二氯乙烷和氯仿中一種或者幾種的混合。

14.如權利要求11所述的鋰離子電池負極復合材料的制備方法，其特征在于，所述三價鋁源為硝酸鋁或亞硝酸鋁。

15.如權利要求11所述的鋰離子電池負極復合材料的制備方法，其特征在于，所述摻雜元素源為二價摻雜元素源或四價摻雜元素源。

16.如權利要求11所述的鋰離子電池負極復合材料的制備方法，其特征在于，所述磷酸根源溶液包括水及溶解于水的磷酸氨鹽或磷酸。

17.如權利要求11所述的鋰離子電池負極復合材料的制備方法，其特征在于，該含三價鋁離子及摻雜離子的溶液的體積與該負極活性材料顆粒的體積比為1∶10至1∶40。

18.一種鋰離子電池，包括正極以及負極，其特征在于，該負極包括如權利要求1～10所述的負極復合材料。