[發(fā)明專利]用于生產(chǎn)碳涂覆的正極活性材料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380020588.0
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN104396055B
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧熙淑;梁日信;梁東澈;金在國
• 申請（專利權(quán)）人: 能源與空調(diào)有限公司;全南大學(xué)校產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)
• 主分類號: H01M4/04
• 分類號: H01M4/04;H01M4/583;H01M4/139
• 代理公司: 北京同立鈞成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11205
• 代理人: 馬爽;臧建明

本申請公開了一種用于生產(chǎn)正極活性材料的方法。為了生產(chǎn)正極活性材料，將原料在多元醇溶劑中混合以生成反應(yīng)溶液，然后將其燃燒以生成第一正極活性材料粉末。隨后，使用可燃的有機(jī)溶劑涂覆所述第一正極活性材料粉末，然后將其燃燒以生成第二正極活性材料粉末。利用這種方法生產(chǎn)的正極活性材料具有改善的容量和結(jié)晶度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)碳涂覆正極活性材料的方法，更具體地，涉及一種生產(chǎn)用于蓄電池的正極的碳涂覆正極活性材料的方法。

背景技術(shù)

在近些年，由于移動IT產(chǎn)品如手機(jī)、筆記本等的迅速發(fā)展，對小型蓄電池的研究也已經(jīng)積極地開展。而且，由于化石能源枯竭和全球變暖的問題，對貯存環(huán)保能源的能源貯存系統(tǒng)的興趣增加，因此對大型蓄電池的研究也積極地開展。

最近，作為在大型蓄電池中使用的正極活性材料，對具有橄欖石或鈉超離子導(dǎo)體(nasicon)結(jié)構(gòu)的LFP(LiFePO₄)的研究已經(jīng)積極地開展。LFP提供了較高的理論容量(170mAh/g)，并且此外，由于其原料的來源豐富并且非常穩(wěn)定，具有如價格低廉的優(yōu)勢。然而，與其他正極活性材料相比，上述材料還具有一些如電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率相對較低、取決于結(jié)晶度的容量存在較大差異和生產(chǎn)LFP粉末的加工費(fèi)用較高的缺點(diǎn)。

為了解決LFP電導(dǎo)率較低的問題，已積極地研究了一種使用碳涂覆LFP粉末表面的方法。然而，使用碳均勻地涂覆LFP的整個表面是不容易的，并且由于附加的碳涂覆處理，帶來了加工成本增加的問題。而且，盡管正在研究各種改善LFP粉末的結(jié)晶度的同時降低加工成本的方法，尚未提出適宜的創(chuàng)新性方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)能夠改善正極活性材料的容量和結(jié)晶度的正極活性材料的方法。

解決技術(shù)問題采用的方法

根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方式，為了生產(chǎn)正極活性材料，首先，可以在多元醇溶劑中將用于合成具有橄欖石或鈉超離子導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的正極活性材料的原料混合以制備反應(yīng)液，然后可以將所述反應(yīng)液燃燒以制備第一正極活性材料粉末。然后，可以使用可燃的有機(jī)溶液涂覆所述第一正極活性材料粉末，可以將所述可燃的有機(jī)溶液燃燒以制備第二正極活性材料粉末。

所述原料可以包含鋰化合物、過渡金屬化合物和多元酸陰離子化合物。就這一點(diǎn)而言，為了制備反應(yīng)液，可以將所述鋰化合物和所述過渡金屬化合物加入所述多元醇溶劑中，并且可以在25至55℃的溫度下攪拌30至90分鐘，并且在加入和攪拌所述鋰化合物和所述過渡金屬化合物后，可以將所述多元酸陰離子化合物加入所述多元醇溶劑中，然后可以在25至55℃的溫度下攪拌30至90分鐘。

為了燃燒所述反應(yīng)液，可以通過噴嘴噴灑所述反應(yīng)液，并且可以點(diǎn)燃所噴灑的反應(yīng)液以燃燒所述多元醇溶劑。

所述可燃的有機(jī)溶劑可以包括選自下組中的至少一種：稀釋劑、煤油、汽油、乙醇、甲醇、丙酮、調(diào)漆油和乙醛。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，在燃燒所述反應(yīng)液之前，可以在預(yù)定溫度下加熱所述反應(yīng)液。例如，可以在200℃或更高的溫度下加熱所述反應(yīng)液10至90分鐘。

在本發(fā)明的一個實(shí)施方式中，可以將所述第二正極活性材料加熱處理。例如，為了加熱處理所述第二正極活性材料粉末，可以在惰性氣氛如氬氣或氮?dú)鈿夥障乱约s5℃/min的加熱速率將所述第二正極活性材料加熱至600到800℃的溫度，然后可以將其冷卻至室溫。就這一點(diǎn)而言，在冷卻前可以將所述加熱的第二正極活性材料粉末在加熱溫度下保持1至24小時。

有益效果

根據(jù)本發(fā)明，可以通過使用可燃的有機(jī)溶液涂覆通過燃燒多元醇溶劑制備的第一正極活性材料粉末并將其燃燒制備最終的正極活性材料粉末，從而生成具有改進(jìn)的電容和結(jié)晶度的正極活性材料。