[發明專利]一種鋰快離子導體復合的鋰電池正極材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201310029848.2
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103094567A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 傅相德;徐厚寶
• 申請（專利權）人: 浙江正電新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58
• 代理公司: 杭州斯可睿專利事務所有限公司 33241
• 代理人: 金根葉

本發明涉及一種鋰快離子導體復合的鋰電池正極材料及其制備方法，屬于電化學技術領域。其特征在于，該方法的步驟為：按照通式LiFePO₄?xLi₃FeM(PO₄)₃/C摩爾比例，其中0.005≤x＜0.1，M為Ti，Zr中的一種，稱取磷酸鐵、鋰化合物、碳源和鋰快離子導體化合物，采用濕法球磨，噴霧干燥制得反應前驅體；將該反應前驅體于惰性氣體存在下在500~900℃溫度條件下，恒溫鍛燒5~30小時，制得具有通式LiFePO₄?xLi₃FeM(PO₄)₃/C的鋰快離子導體復合的鋰電池正極材料。本發明所述的的鋰快離子導體復合的鋰電池正極材料具有高的比容量、倍率性能和低溫性能；并且增加鋰快離子導體復合的鋰電池正極材料的電化學上可逆性的發生速率。

技術領域

本發明涉及電化學技術領域，尤其是涉及一種鋰快離子導體復合正極材料及其制備方法。

背景技術

隨著社會的不斷進步，鋰離子電池在眾多領域中扮演的角色越來越重要，應用領域主要有：便攜式電子產品、電動交通工具、大型動力電源、二次充電及儲能領域。鋰離子電池一般包括正極、隔膜、負極、有機電解液和電池外殼，鋰離子電池的性能主要取決于正負極材料，正極材料是鋰離子電池的重要組成部分。

現階段如何制備能量密度高、安全性高、壽命長、充電性能好、離子擴散性好、電子傳導率好的電池受到越來越多的關注。公開號：CN?1067529，申請號為91103542.7的專利申請“混合相固體電解質全固態室溫鋰蓄電池及其制備方法”，其混合相固體電解質全固態室溫鋰蓄電池的制備方法復雜、要求高，容量低、循環次數少，且使用的鋰離子電池電解液中的鋰鹽LiClO₄導電率中等，但具有較高的氧化性，容易爆炸；LiAsF6導電率很好，穩定性也較好，但含有有毒元素；Li(CF₃)SO₃的電導率差，并對電極有腐蝕作用。

公開號：CN?1688063，申請號為200510034480.4的專利申請“一種高比容量二次鋰離子電池”，正極片制造的過程中使用的是LiCoO₂，LiCoO₂?是唯一大規模商品化的正極材料，目前90%以上的商品化鋰離子電池采用LiCoO_2?作為正極材料。LiCoO₂?的研究比較成熟，綜合性能優良，但價格昂貴，容量較低，存在一定的安全性問題。

公開號：CN?101964411A申請號為201010269572.1的專利申請“LiFePO₄復合型正極材料及其制備方法”，采用內部復合快離子導體與表面包覆碳層的雙層優化路線，提高材料的離子電導和電子電導，內外層同時輔助LiFePO₄的導電能力，減少充放電過程中電化學惰性區域來改善LiFePO₄的高倍率、大電流充放電性能，但是其制備方法操作復雜，步驟繁多，是通過表面包覆碳層來提高LiFePO₄的電化學性能。

公開號：CN?102738451A，申請號為201210241066.0的專利申請“一種改性鋰離子電池正極材料及其制備方法”提到的鋰離子正極材料為新型的三元復合氧化物鎳鈷錳酸鋰，此種材料集中了LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄等材料的各自優點，成本較低，可逆容量大，結構穩定，安全性較好循環性能好，合成容易；但由于含較多昂貴的Co，成本仍然較高。對中大容量、中高功率的鋰離子電池來說，正極材料的成本、高溫性能、安全性十分重要。