[發(fā)明專利]鈷酸鍶鑭與碳復(fù)合包覆磷酸亞鐵鋰的鋰離子電池正極材料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110377472.5
• 申請(qǐng)日: 2011-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102403511A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭瑞松;曹建梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62;H01M4/58
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是關(guān)于鋰離子電池的，特別涉及一種鈷酸鍶鑭(La_0.6Sr_0.4CoO_2.8，簡(jiǎn)寫(xiě)為L(zhǎng)SC)與碳(C)復(fù)合包覆LiFePO₄的鋰離子電池正極材料及制備方法。?

背景技術(shù)

在電子數(shù)碼產(chǎn)品等不要求鋰離子電池具有很大容量的場(chǎng)合，鋰離子電池已經(jīng)形成了很大的生產(chǎn)規(guī)模。但便攜式電動(dòng)工具、電動(dòng)汽車(chē)等需要的大容量、高功率的鋰離子電池尚處于研究開(kāi)發(fā)階段。其中LiFePO₄(磷酸鐵鋰)材料具有原料資源豐富、容量高、充放電平臺(tái)穩(wěn)定、無(wú)毒、環(huán)境友好、熱穩(wěn)定性好、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，因此成為最有潛力的新一代鋰離子電池正極材料。?

但是LiFePO₄材料存在一個(gè)致命的缺點(diǎn)就是電導(dǎo)率較低，其原因來(lái)自兩個(gè)方面：一是顆粒之間的電子電導(dǎo)率較低，二是顆粒內(nèi)部鋰離子嵌入和脫出的擴(kuò)散速率較低，造成離子電導(dǎo)率較低。這使得電池在大電流充放電時(shí)容量衰減迅速，高倍率性能差。由于鋰離子電池在使用過(guò)程中，LiFePO₄顆粒往往直接與電解液接觸，導(dǎo)致其不斷受到侵蝕而使性能逐漸變差。?

針對(duì)LiFePO₄材料存在的問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外主要采用改善顆粒間導(dǎo)電性、提高LiFePO₄顆粒內(nèi)部本征導(dǎo)電能力、優(yōu)化合成工藝細(xì)化晶粒等改性方法。改善顆粒間導(dǎo)電性主要通過(guò)包覆導(dǎo)電材料來(lái)實(shí)現(xiàn)，如包覆碳[Kadoma?Y，Kim?J?M，Abiko?K，et?al，Optimization?of?electrochemicalproperties?of?LiFePO₄/C?prepared?by?an?aqueous?solution?method?using?sucrose[J]，Electrochimica?Acta，2010，55：1034-1041]、金屬[Mi?C?H，Cao?Y?X，Zhang?X?G，et?al，Synthesisand?characterization?of?LiFePO₄/(Ag+C)composite?cathodes?with?nano-carbon?webs[J]，PowderTechnology，2008，181：301-306]、合金[Xu?J，Chen?G?Electrochemical?Performance?of?LiFePO₄Cathode?Material?Coated?with?PbTe[J]，Electrochemical?and?Solid-State?Letters，2009，12(11)：H399-H401]、導(dǎo)電金屬氧化物[Jin?Y，Yang?C?P，Rui?X?H，et?al，V₂O₃modified?LiFePO₄/Ccomposite?with?improved?electrochemical?performance[J]，Journal?of?Power?Sources，2011，196：5623-5630]、導(dǎo)電聚合物[Boyano?I，Blazquez?J?A，Meatza?I?D，et?al，Preparation?ofC-LiFePO₄/polypyrrole?lithium?rechargeable?cathode?by?consecutive?potential?stepselectrodeposition[J]，Journal?of?Power?Sources，2010，195：5351-5359]、碳納米管[Liu?Y?J，Li?XH，Guo?H?J，et?al，Effect?of?carbon?nanotube?on?the?electrochemical?performance?ofC-LiFePO₄/graphite?battery[J]，Journal?of?Power?Sources，2008，184：522-526]以及石墨烯[Su?F?Y，Y?ou?C?H，He?Y?B，et?al，F(xiàn)lexible?and?planar?graphene?conductive?additives?for?lithium-ionbatteries[J]，Journal?of?Materials?Chemistry，2010，20：9644-9650]；提高顆粒內(nèi)部本征導(dǎo)電能力主要通過(guò)離子摻雜來(lái)實(shí)現(xiàn)，如Cl^-摻雜[Sun?C?S，Zhang?Y，Zhang?X?J，et?al，Structural?andelectrochemical?properties?of?Cl-doped?LiFePO₄/C[J]，Journal?of?Power?Sources，2010，195：3680-3683]；細(xì)化晶粒主要通過(guò)降低合成溫度，采用共沉淀、溶膠-凝膠等液相合成法等途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)。?