[發明專利]一種納米化橄欖石型鋰離子電池正極材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310176931.2
• 申請日: 2013-05-14
• 公開（公告）號: CN103311544A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 鄭明森;董金峰;范鏡敏
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;C01B25/45
• 代理公司: 廈門市新華專利商標代理有限公司 35203
• 代理人: 李寧;唐紹烈

1.一種納米化橄欖石型鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于步驟如下：

第一步，先把原料分散或溶解在溶劑中；原料包含了含鋰金屬化合物、含非金屬Y的化合物和含金屬M的化合物，非金屬Y是磷或硅，金屬M是來自元素周期表第一行的過渡金屬或過渡金屬混合物；溶劑至少包括含通式為CxHyOmNnSz的化合物中的一種或多種，其中x、y、z、m和n分別為整數數字，x≥2，y≥2，?6≥m≥0，6≥n≥0，6≥z≥0；

第二步，由第一步獲得的原料溶液，在一定溶劑體系進行合成反應獲得前驅體；

第三步，將前驅體進行熱解反應，最終獲得納米化橄欖石型鋰離子電池正極材料。

2.根據權利要求1所述的一種納米化橄欖石型鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述含鋰金屬化合物是氧化鋰、氫氧化鋰、硝酸鋰、乙酸鋰、碳酸鋰、磷酸二氫鋰、草酸鋰和氯化鋰中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的一種納米化橄欖石型鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述含非金屬Y的化合物是磷原料，即磷酸、磷酸銨、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫鋰和磷酸氫二鋰中的一種或多種；或者所述含非金屬Y的化合物是硅原料，即二氧化硅、四乙基原硅酸鹽、正硅酸乙酯和硅酸鈉中的一種或者多種。

4.根據權利要求1所述的一種納米化橄欖石型鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述溶劑還包括乙醇、環己烷、異丙醇、丙三醇、丁醇和N,N-甲基甲酰胺中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的一種納米化橄欖石型鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述合成反應和熱解反應是在還原性或中性氣氛下進行。

6.根據權利要求5所述的一種納米化橄欖石型鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述還原性氣氛是指含有氫氣或在合成條件下能產生氫氣、含有氨氣或在合成條件下能產生氨氣、含有一氧化碳或在合成條件下能產生一氧化碳，這些氣體單獨使用或混合使用或與中性氣體混合使用；所述中性氣氛為氮氣或氬氣或二氧化碳氣體。

7.根據權利要求1所述的一種納米化橄欖石型鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述合成反應的溫度≤300°C。

8.根據權利要求1所述的一種納米化橄欖石型鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述熱解反應的溫度為400~950°C。

9.根據權利要求1所述的一種納米化橄欖石型鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述原材料還包括含金屬M’的化合物，金屬M’是Mg、Al、Nb和其他非金屬M的元素的一種或多種，其中金屬M’與金屬M的摩爾比≤20%。

10.根據權利要求1所述的一種納米化橄欖石型鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述第二步，合成中加入助劑，助劑包括防氧化劑和表面活性劑；防氧化劑為苯胺、抗壞血酸、檸檬酸、苯酚、苯二酚、生育酚、丁羥甲苯、抗壞血酸鈉鹽和鈣鹽中的一種或多種；所述表面活性劑為十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基氯化銨、十六烷基三甲基溴化銨、聚乙烯吡咯烷酮、P123、Brij系列、吐溫系列和司盤系列起表面活性作用的酸、醇、胺、醚以及嵌段共聚物。