[發明專利]一種正極活性物質及其制備方法、鋰離子電池的正極材料及其制備方法和鋰離子電池

有效

• 申請號: 201410452137.0
• 申請日: 2014-09-05
• 公開（公告）號: CN105470495B
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 陳靖華;徐茶清;肖峰
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M4/136;H01M4/1397;H01M10/0525
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 李婉婉;金迪

1.一種正極活性物質，其特征在于，該正極活性物質是通過將錳鹽、鐵鹽、鋰鹽、磷酸和/或磷酸鹽以及鎳鈷錳鋰氧化物在溶劑中混合，且在第一保護氣體存在下，將混合得到的混合物進行霧化、濃縮、分解和結晶而得到的；其中，該正極活性物質含有鎳鈷錳鋰氧化物以及由式(1)所示的磷酸錳鐵鋰化合物，所述磷酸錳鐵鋰化合物的顆粒包覆在所述鎳鈷錳鋰氧化物的顆粒的表面和嵌在所述鎳鈷錳鋰氧化物的顆粒之間的縫隙中，所述磷酸錳鐵鋰化合物的顆粒的平均粒徑為30-200nm；

LiMn_xFe_1-xPO₄ (1)

其中，0＜x＜1。

2.根據權利要求1所述的正極活性物質，其中，0.5≤x≤0.8。

3.根據權利要求2所述的正極活性物質，其中，0.6≤x≤0.8。

4.根據權利要求1所述的正極活性物質，其中，以所述正極活性物質的總重量為基準，所述磷酸錳鐵鋰化合物的含量為1-99重量％，所述鎳鈷錳鋰氧化物的含量為1-99重量％。

5.根據權利要求4所述的正極活性物質，其中，以所述正極活性物質的總重量為基準，所述磷酸錳鐵鋰化合物的含量為20-50重量％，所述鎳鈷錳鋰氧化物的含量為50-80重量％。

6.根據權利要求1所述的正極活性物質，其中，所述鎳鈷錳鋰氧化物的顆粒的平均粒徑為0.01-20μm。

7.根據權利要求6所述的正極活性物質，其中，所述鎳鈷錳鋰氧化物如式(2)所示，

LiNi_xCo_yMn_zO₂ (2)

其中，0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1，x+y+z＝1，且x：y：z＝1-8：0.6-2：1。

8.根據權利要求1所述的正極活性物質，其中，所述錳鹽為硝酸錳、硝酸亞錳、醋酸亞錳和甲酸亞錳中的一種或多種；

所述鐵鹽為硝酸鐵、硝酸亞鐵、醋酸亞鐵和甲酸亞鐵中的一種或多種；

所述鋰鹽為氫氧化鋰、乙酸鋰、苯甲酸鋰、甲酸鋰、硝酸鋰、酒石酸鋰和磷酸二氫鋰中的一種或多種；

所述磷酸鹽為磷酸二氫鋰、磷酸二氫銨和磷酸氫二銨中的一種或多種。

9.根據權利要求1所述的正極活性物質，其中，所述溶劑為去離子水和/或乙醇。

10.根據權利要求1所述的正極活性物質，其中，所述濃縮的溫度為100-300℃；

所述分解的溫度為300-400℃；

所述結晶的溫度為400-600℃。

11.根據權利要求10所述的正極活性物質，其中，所述濃縮的溫度為100-200℃；

所述分解的溫度為320-360℃；

所述結晶的溫度為480-560℃。

12.根據權利要求10或11所述的正極活性物質，其中，所述濃縮、分解和結晶在U型石英管中進行。

13.根據權利要求1所述的正極活性物質，其中，所述混合在絡合劑存在下進行。

14.根據權利要求13所述的正極活性物質，其中，所述絡合劑為檸檬酸、檸檬酸鈉、三乙醇胺和酒石酸中的一種或多種。

15.根據權利要求1所述的正極活性物質，其中，所述第一保護氣體為氮氣、氬氣和氦氣中的一種或多種。

16.根據權利要求1所述的正極活性物質，其中，在通入氫氣的條件下，將所述混合物進行霧化、濃縮、分解和結晶，且通入的氫氣的體積為第一保護氣體的體積的1-30％。