[發明專利]電極材料和電極材料的生產方法

在審

• 申請號: 201380058987.6
• 申請日: 2013-11-08
• 公開（公告）號: CN104781965A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: 吉田悠佑;八田直樹;柴田尚人;下村則之
• 申請（專利權）人: 三井造船株式會社
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/36
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種電極材料，其包括：

具有Li離子導電性物質和導電性碳C的層，其中所述Li離子導電性物質包含Fe及Mn的至少任一種、Li、P及O，所述層在由通式LiMPO₄(其中，M＝[Fe_tMn_1-t]，和t為0以上且1以下的數)表示的電極活性材料的一次顆粒的表面上；

由多個所述一次顆粒聚集并經由所述具有Li離子導電性物質和導電性碳C的層相互粘結形成的致密二次顆粒；

其中用由氮吸附布魯諾爾、艾米特和泰勒(BET)多點法獲得的比表面積通過下式(1)測定的面積當量直徑為45nm以上，

式(1)

(面積當量直徑)＝6/{(電極活性材料的真密度)×(比表面積)}。

2.根據權利要求1所述的電極材料，其中通過用單晶分光Al-Kα?X射線照射將所述電極材料壓縮成型為平板粒狀后的平板面，當相對于所述平板面設定垂直和水平方向為0度和90度時在53±10出射角下獲得的X射線光電子分光測量中，由C1s、Li1s、Fe2p3/2、Mn2p3/2、P2p和O1s各電子軌道的窄掃描的結果算出的表層組成由通式C_cLi_aFe_xMn_1-xP_yO_z表示，

(其中，c為0.5以上且4以下的數，a為2以上且4以下的數，x為0以上且1以下的數，和y為1以上且3以下的數；z為由下式(2)表示的數；δ為假定Fe的平均價數N_Fe和Mn的平均價數N_Mn均為2時滿足下式(3)的數)，

式(2)

z＝[{a+xN_Fe+(1－x)N_Mn+5y}/2]－δ

式(3)

0.1≥δ/{a+xN_Fe+(1－x)N_Mn+5y}≥0。

3.根據權利要求2所述的電極材料，其中通式C_cLi_aFe_xMn_1-xP_yO_z中a為2.0以上且3.0以下，和y為1.5以上且1.6以下。

4.根據權利要求2所述的電極材料，其中通式C_cLi_aFe_xMn_1-xP_yO_z中a為2.5以上且3.0以下，和y為1.6以上且2.0以下。

5.根據權利要求1至4任一項所述的電極材料，其中所述平均一次粒徑為20nm以上且小于所述面積當量直徑。

6.根據權利要求1至5任一項所述的電極材料，其中粉碎至最大二次粒徑變為20μm以下后，在25℃、60MPa的壓力下壓縮的所述電極材料的直流導電率為10^-6S/cm以上。

7.根據權利要求1至6任一項所述的電極材料，其中所述M＝[Fe_tMn_1-t]中t小于0.2。

8.根據權利要求7所述的電極材料，其中所述面積當量直徑為70nm以下。

9.根據權利要求8所述的電極材料，其中所述面積當量直徑為60nm以下。

10.根據權利要求1至9任一項所述的電極材料，其中所述包含Li離子導電性物質和導電性碳C的層為非晶形層。

11.根據權利要求1至10任一項所述的電極材料，其中所述面積當量直徑為50nm以上。

12.一種電極材料的生產方法，其包括：

混合步驟1，分散并混合由通式LiMPO₄(其中，M＝[Fe_tMn_1-t]，和t為0以上且1以下的數)表示的細粉狀的電極活性材料的基材、Li離子源材料、和Fe離子及Mn離子的至少任一種的離子源材料；

混合步驟2，分散并混合由所述混合步驟1獲得的混合物、和磷酸根離子源材料或多價磷酸根離子源材料；

混合及造粒步驟，分散并混合由所述混合步驟2獲得的混合物和導電性碳C源材料，并致密地造粒所述混合物直至聚集粒徑變為1μm以上且50μm以下；和

煅燒步驟，煅燒由所述混合及造粒步驟獲得的混合物從而在由通式LiMPO₄表示的細粉狀的電極活性材料的基材的一次顆粒的表面上形成具有包含Fe及Mn的至少任一種、Li、P及O的Li離子導電性物質，和導電性碳C的層。