[發(fā)明專利]鋰電池的正極材料的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710344933.6
• 申請(qǐng)日: 2017-05-16
• 公開（公告）號(hào): CN108878782A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李明宗
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 創(chuàng)奕能源科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/1397
• 分類號(hào): H01M4/1397
• 代理公司: 北京律和信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11446
• 代理人: 康寧寧;王月春

本發(fā)明公開一種鋰電池的正極材料的制備方法，其包括：提供一反應(yīng)物，所述反應(yīng)物包含一磷酸鋰前體、磷酸亞鐵八水合物以及一有機(jī)碳材料；然后，將所述磷酸鋰前體、所述磷酸亞鐵八水合物以及所述有機(jī)碳材料相互混合，以生成由所述有機(jī)碳材料所包覆的一磷酸鋰鐵材料。所述磷酸鋰前體以及所述磷酸亞鐵八水合物中的鋰原子、鐵原子以及磷原子的摩爾比為1.05～1.15：0.95～1.05：1～1.05。由本發(fā)明所公開的制造方法所獲得的正極材料可以使得鋰電池具備良好的電性特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋰電池的正極材料的制備方法，特別是涉及一種使用鐵廢料作為原料的鋰電池的正極材料的制備方法。

背景技術(shù)

可充電式鋰電池(又稱二次電池)具有諸多優(yōu)點(diǎn)包括：高工作電壓(3.4-3.8Volt)、大能量密度(>185Wh/Kg)、重量輕、壽命長(zhǎng)、環(huán)保等等，目前已被大量使用在3C電子產(chǎn)品上，例如移動(dòng)電話(Mobile Phone)、筆記本電腦(NB/PC)、平板計(jì)算機(jī)(Tablet PC)、攝影機(jī)(Camcorder)以及數(shù)位相機(jī)(Digital Camera)等等。根據(jù)IIT2009年的統(tǒng)計(jì)預(yù)估，全球鋰電池芯的銷售量約達(dá)30.5億顆，其中約有44％是使用在移動(dòng)電話和手持裝置上，約有31.4％是使用在筆記本電腦上，且約有5.5％是使用在其他消費(fèi)性電子產(chǎn)品上，這三類產(chǎn)品使用的鋰電池芯就占了市售量的80％左右。另外，因應(yīng)溫室效應(yīng)所造成全球氣候異常的問(wèn)題以及為了降低對(duì)石油的依賴，近年來(lái)全世界各主要國(guó)家無(wú)不積極地發(fā)展兼具低污染、低油耗的油電混合車，此因素也促使鋰電池的需求量大增。

磷酸鋰鐵(LiFePO₄)由于具備結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、無(wú)毒、成本較低及安全性較高的潛在優(yōu)勢(shì)，且理論克電容量可達(dá)170mAh/g，因此被業(yè)界看作新一代鋰電池理想的正極材料之一。具體來(lái)說(shuō)，磷酸鋰鐵電池相較于傳統(tǒng)鋰鈷電池，其具有可快速充電、大電流放電、壽命長(zhǎng)(約為傳統(tǒng)鋰鈷電池的3-4倍)、耐過(guò)充電與短路等優(yōu)點(diǎn)，且磷酸鋰鐵/碳材料(LiFePO₄/C，或簡(jiǎn)稱LFP/C)的價(jià)格未來(lái)在量產(chǎn)時(shí)可以只有鋰鈷氧化物的三分之一。

在現(xiàn)有技術(shù)中，是使用氧化鐵(Fe₂O₃)、草酸亞鐵(FeC₂O₄)或是磷酸鐵(FePO₄)作為制造磷酸鋰鐵(LiFePO₄)的原料。然而，使用上述原料仍具有在本領(lǐng)域中所希望避免的缺點(diǎn)。舉例而言，氧化鐵的成本雖低，包含由其所制成的磷酸鋰鐵的鋰電池的電性仍有待增強(qiáng)；草酸亞鐵原料的成本較高且制造方法步驟較為復(fù)雜；而使用磷酸鐵作為原料時(shí)，雖有較佳的電容性質(zhì)，但是磷酸鐵原物料的合成過(guò)程較為復(fù)雜且合成成本高，另外，在還原氣氛下進(jìn)行鍛燒也可能會(huì)有過(guò)度還原的問(wèn)題而造成純度不佳，進(jìn)而影響其產(chǎn)品的良率。因此，鋰電池的正極材料的制造方法以及其原料選用仍然具有改善空間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種經(jīng)過(guò)改良的鋰電池的正極材料的制備方法。

為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采用的其中一技術(shù)方案是，提供一種鋰電池的正極材料的制備方法，其包括：提供一反應(yīng)物，所述反應(yīng)物包含一磷酸鋰前體、磷酸亞鐵八水合物以及一有機(jī)碳材料；以及將所述磷酸鋰前體、所述磷酸亞鐵八水合物以及所述有機(jī)碳材料相互混合，以生成由所述有機(jī)碳材料所包覆的一磷酸鋰鐵材料；其中，所述磷酸鋰前體以及所述磷酸亞鐵八水合物中的鋰原子、鐵原子以及磷原子的摩爾比為1.05～1.15：0.95～1.05：1～1.05。

優(yōu)選地，提供所述反應(yīng)物的步驟還包括將碳酸鋰與一含磷酸根原料反應(yīng)以形成所述磷酸鋰前體。

優(yōu)選地，所述含磷酸根原料為磷酸。

優(yōu)選地，所述碳酸鋰與所述含磷酸根原料反應(yīng)的步驟還進(jìn)一步包含：將碳酸鋰與所述含磷酸根原料混合，以產(chǎn)生包含所述碳酸鋰前體的一沉淀物；以及在介于60至80℃之間的溫度下加熱所述沉淀物2至4小時(shí)，以移除所述沉淀物中的水并獲得所述碳酸鋰前體。