[發明專利]正極材料及其制備方法和電池

有效

• 申請號: 201711463193.4
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108172830B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 池子翔;苗力孝
• 申請（專利權）人: 桑德新能源技術開發有限公司;桑頓新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;C01B25/45
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理事務所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

本發明公開了一種正極材料的制備方法，該方法包括步驟：將粒徑為0.8?3μm的正極粉料和粒徑為150?260nm的正極漿料按一定比例混合均勻后干燥燒結，制得不同顆粒級配的正極材料。同時，本發明還公開一種采用上述正極材料的制備方法制得的正極材料及包括該正極材料的電池。本發明正極材料的顆粒級配程度可控，能夠提高顆粒級配效果，材料的壓實密度可控，能夠提高材料的壓實密度。

技術領域

本發明涉及電池技術領域，尤其涉及一種正極材料的制備方法、采用該制備方法制備的正極材料，以及包括該正極材料的電池。

背景技術

聚陰離子正極材料Li_xM_y(PO₄)_z(x、y、z為正數，M代表過渡金屬元素)具有結構穩定、環境友好、成本低廉、比容量高、安全性好、循環穩定性好等優點，適合用于電動自行車、電動汽車等動力電池領域以及儲能電池領域的應用。這類材料的缺點是電子導電率和離子導電率均較低，在材料表面包覆易導電物質或合成具有納米尺寸顆粒的產品以縮短鋰離子擴散路徑是解決該類材料電子導電率低和離子導電率低的主要方法。然而，經過碳包覆處理和顆粒納米化處理后，雖然Li_xM_y(PO₄)_z的倍率性能有一定提升，但壓實密度會大幅降低，導致其體積比能量低，限制了該材料在動力電池領域的應用范圍。

目前，采用制備高壓實密度磷酸鐵鋰的方法是通過原材料漿料級配。該方法是在制備工藝的混料工序中，將不同研磨粒度的原材料按一定比例混合為漿料(磷酸鐵、碳酸鋰和碳源組成的混合漿料)進行燒結。然而該方法在高溫燒結過程中，不同研磨粒度的原材料(如：磷酸鐵和鋰鹽)均變為熔融態，熔融后再結晶成為磷酸鐵鋰，顆粒的粒徑重新分配，使得級配效果不可控，材料的壓實密度和性能也會發生變化。

因此，亟需提出一種顆粒級配程度可控，材料的壓實密度可控的正極材料的制備方法，以及采用該方法制備的正極材料和包括該正極材料的電池。

發明內容

(一)要解決的技術問題

為了解決現有技術的上述問題，本發明的目的之一是提供一種顆粒級配程度可控、材料的壓實密度可控的正極材料的制備方法。

本發明的目的之二是提供一種采用上述的正極材料的制備方法制備的正極材料。

本發明的目的之三是提供一種包括上述正極材料的電池。

(二)技術方案

為了達到上述目的，本發明采用的主要技術方案包括：

本發明提供一種正極材料的制備方法，包括步驟：

將粒徑為0.8-3μm的正極粉料和粒徑為150-260nm的正極漿料按一定比例混合均勻后干燥燒結，制得不同顆粒級配的正極材料。

根據本發明，粒徑為0.8-3μm的正極粉料的重量份數為1-50份，粒徑為150-260nm的正極漿料中溶質的重量份數為100份。

根據本發明，所述正極材料為Li_xM_y(PO₄)_z/C，其中，x、y、z為正數，M為過渡金屬元素或過渡金屬元素的組合。

根據本發明，粒徑為0.8-3μm的正極粉料的制備步驟：將鋰源、過渡金屬化合物、磷源和導電劑加入溶劑中混合均勻，進行研磨、干燥及煅燒，制得粒徑為0.8-3μm的正極粉料。

根據本發明，粒徑為150-260nm的正極漿料的制備步驟：將鋰源、過渡金屬化合物、磷源和導電劑加入溶劑中混合均勻，進行研磨，制得粒徑為150-260nm的正極漿料。