[發明專利]一種鋰離子電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310056223.5
• 申請日: 2013-02-22
• 公開（公告）號: CN103151521A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 譚強強;呂誠;呂宵;徐宇興
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述鋰離子電池正極材料由基體和包覆層組成，所述基體為LiFe_1-x-yMn_xN_yPO₄，其中，x為0~0.9，y為0~0.2，且x+y＜1，所述包覆層含有鈦酸鋰。

2.如權利要求1所述的鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述N為稀土元素、Na、Mg、Al、Ti、Zr、Nb、W、Cu、Si、Co、Ni、Mo、Cr或V中的1種或至少2種的組合，特別優選為V、Ti、Mg、Al、Cu或Mo中的1種或至少2種的組合；

優選地，所述包覆層含有碳和鈦酸鋰，特別優選所述包覆層由碳和鈦酸鋰組成；

優選地，所述鈦酸鋰、磷酸鐵鋰和碳源的質量比為(0.01～0.3):1:(0～0.3)，進一步優選為(0.01～0.2):1:(0～0.2)，特別優選為(0.01～0.1):1:(0～0.1)；

優選地，所述碳源為葡萄糖、蔗糖、淀粉、纖維素、PVA、明膠、檸檬酸、抗壞血酸、酒石酸、枸椽酸、草酸、石墨烯、碳納米管或導電炭黑中的1種或至少2種的組合；

優選地，所述x為0~0.85，特別優選為0~0.8；

優選地，所述y為0~0.15，特別優選為0~0.1。

3.一種如權利要求1所述的鋰離子電池正極材料的制備方法，包括：將鈦酸鋰、LiFe_1-x-yMn_xN_yPO₄和碳源按照配方量混合，濕磨，干燥，在保護性氣氛下升溫至400~1050℃，保溫燒結，降溫，得到所述鋰離子電池正極材料，其中，x為0~0.9，y為0~0.2，且x+y＜1。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述濕磨采用的溶劑為水和/或有機溶劑，進一步優選為水、C₁-C₅醇類、C₃-C₇酮類、鹵代烷烴、芳香族化合物中的1種或至少2種的組合，更優選為水、乙醇、丙酮、CCl₄、甲苯中的1種或至少2種的組合，特別優選為乙醇；

優選地，所述濕磨轉速為200~400轉/分，進一步優選為250~350轉/分，特別優選為300轉/分；

優選地，所述濕磨時間為至少1小時，進一步優選為2~24小時，特別優選為3~15小時；

優選地，所述干燥為噴霧干燥，或真空干燥后粉碎，或者在空氣中干燥后粉碎；

優選地，所述保護性氣氛為還原性氣氛或惰性氣氛，特別優選為氮氣、氬氣、氮氫混合氣、氬氫混合氣或一氧化碳中的1種；

優選地，所述升溫速度為20℃/min以下，進一步優選為1~15℃/min，特別優選為2~10℃/min；

優選地，所述燒結溫度為450~900℃，特別優選為500~800℃；

優選地，所述燒結時間為至少1小時，進一步優選為2~20小時，特別優選為3~15小時；

優選地，所述降溫為自然降溫；優選地，所述降溫終點為室溫。