[發(fā)明專利]磷酸鹽包覆尖晶石結(jié)構(gòu)的正極活性材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710778059.7
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107528059B
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 武懌達(dá);起文斌;黃學(xué)杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院物理研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 北京泛華偉業(yè)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11280
• 代理人: 郭廣迅

1.一種磷酸鹽包覆尖晶石結(jié)構(gòu)的正極活性材料，其中，所述正極活性材料包含具有尖晶石結(jié)構(gòu)的化學(xué)式為LiMn_2-xA_xO_y的含鋰化合物顆粒以及包覆在其表面的磷酸鹽包覆層，化學(xué)式LiMn_2-xA_xO_y中，A選自Ni、Fe、Co、Ti、Y、Sc、Ru、Cu、Mo、Ge、W、Zr、Ca和Sr中的一種或多種，0≤x≤0.7，且3.8≤y≤4.2；以及其中，所述含鋰化合物顆粒具有過渡層，所述過渡層含有通過包覆以及其后任選的煅燒而擴(kuò)散進(jìn)入到所述含鋰化合物顆粒中的擴(kuò)散元素；

所述磷酸鹽為Li₃PO₄；

所述擴(kuò)散元素選自Fe和/或Co。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中，化學(xué)式LiMn_2-xA_xO_y中A選自Co和Ni。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中，化學(xué)式LiMn_2-xA_xO_y中，0≤x≤0.5。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的正極活性材料，其中，化學(xué)式LiMn_2-xA_xO_y中，0.1≤x≤0.5。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中，所述含鋰化合物顆粒的化學(xué)式為LiMn₂O₄或LiNi_0.5Mn_1.5O₄。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中，所述含鋰化合物顆粒的粒徑為0.1～30μm。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的正極活性材料，其中，所述含鋰化合物顆粒的粒徑為0.2μm～10μm。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的正極活性材料，其中，所述含鋰化合物顆粒的粒徑為0.2～0.5μm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中，所述磷酸鹽包覆層的厚度為1～50nm。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的正極活性材料，其中，所述磷酸鹽包覆層的厚度為5～15nm。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中，所述磷酸鹽包覆層在所述含鋰化合物顆粒表面的覆蓋度為1～100％。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的正極活性材料，其中，所述磷酸鹽包覆層在所述含鋰化合物顆粒表面的覆蓋度為20～90％。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的正極活性材料，其中，所述磷酸鹽包覆層在所述含鋰化合物顆粒表面的覆蓋度為60～80％。

14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中，所述過渡層的厚度為0～15μm。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的正極活性材料，其中，所述過渡層的厚度優(yōu)選為0.1～5μm。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的正極活性材料，其中，所述過渡層的厚度為100～250nm。

17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的正極活性材料，其中，所述過渡層分布在距離所述含鋰化合物顆粒的表面0～10nm。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的正極活性材料，其中，所述過渡層分布在距離所述含鋰化合物顆粒的表面0～5nm。