[發(fā)明專利]球形鋰離子二次電池正極材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610098941.2
• 申請日: 2016-02-24
• 公開（公告）號: CN105552370B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐月鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州太陽源納米科技有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/1397;H01M10/0525
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 朱小杰

本發(fā)明涉及球形鋰離子二次電池正極材料及其制備方法，該球形鋰離子二次電池正極材料的化學(xué)組成為：LiFe_xMn_1?xPO₄，x＝0～1，球形結(jié)構(gòu)為實心球、空心球或多孔球中的一種，直徑為5nm～50μm。本發(fā)明通過對鋰化合物、鐵化合物、錳化合物、磷化合物、絡(luò)合劑和碳源配制的溶液進(jìn)行霧化冷凍干燥或者霧化加熱干燥，再進(jìn)行高溫?zé)峤夥磻?yīng)，制備出具有球形結(jié)構(gòu)可控的鋰離子二次電池正極材料。本發(fā)明的制備方法可大大縮短鋰離子二次電池正極材料的燒結(jié)時間，避免鋰離子二次電池正極材料晶體的快速長大，從而提高鋰離子二次電池正極材料的快速充放電性能。具有這種球形結(jié)構(gòu)的鋰離子二次電池正極材料利于后續(xù)鋰離子二次全電池的制備，也有利于鋰離子二次電池正極材料與電解液的充分接觸，縮短鋰離子的擴散路徑，可提高鋰離子二次電池正極材料的電化學(xué)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及以球形(實心球、空心球、多孔球)鋰離子二次電池正極材料[LiFe_xMn_1-xPO₄，(x＝1)]為正極材料的鋰離子二次電池制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種具有特殊形貌的球形鋰離子二次電池正極材料[LiFe_xMn_1-xPO₄，(x＝1)]及其制備方法。

背景技術(shù)

LiFe_xMn_1-xPO₄是動力鋰離子二次電池的首選正極材料之一，近幾年被各國大力推廣使用，具有很多優(yōu)點，如：具有很高的放電電壓、快速充放電性能、高安全性、循環(huán)壽命長、無污染、高能量密度、無記憶效應(yīng)。但是影響LiFe_xMn_1-xPO₄走向?qū)嵱没娜秉c是它的導(dǎo)電性差，不適宜大電流充放電。目前的改進(jìn)方法有兩種：一是提高其電子導(dǎo)電性；二是加快鋰離子擴散速率。而將LiFe_xMn_1-xPO₄正極材料制備成特殊球形結(jié)構(gòu)，如實心球、空心球和多孔球狀的研究很少。

球形的LiFe_xMn_1-xPO₄材料有利于后續(xù)鋰離子二次全電池的制備，也有利于鋰離子二次電池正極材料與電解液的充分接觸，縮短鋰離子的擴散路徑，減少了鋰離子嵌入和脫出的時間，可提高鋰離子二次電池正極材料的電化學(xué)性能。

LiFe_xMn_1-xPO₄正極材料的制備一般是原料經(jīng)過高溫?zé)Y(jié)得到?，F(xiàn)有制備LiFe_xMn_1-xPO₄正極材料的方法有很多，如固相球磨法、共沉淀法、Sol-Gel法等，但這些方法都很難得到特殊球狀的LiFe_xMn_1-xPO₄正極材料。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提供球形(實心球、空心球、多孔球)鋰離子二次電池正極材料[LiFe_xMn_1-xPO₄，(x＝1)]及制備方法，通過制備球形(實心球、空心球、多孔球)鋰離子二次電池正極材料[LiFe_xMn_1-xPO₄，(x＝1)]，提高鋰離子二次電池在充放電過程中的電化學(xué)性能。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

球形鋰離子二次電池正極材料，該球形鋰離子二次電池正極材料的化學(xué)組成為：LiFe_xMn_1-xPO₄，x＝0～1，球形結(jié)構(gòu)為實心球、空心球或多孔球中的一種，直徑為5nm～50μm。優(yōu)選的，空心球壁厚為1nm～1μm。

一種球形鋰離子二次電池正極材料的制備方法，其包括以下步驟：