[發明專利]電極材料的處理方法及處理后的電極材料

有效

• 申請號: 201810013111.4
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN110010858B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 請求不公布姓名
• 申請（專利權）人: 上海量孚新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M4/04;H01M10/0525
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 劉奉麗

本發明公開一種電極材料的處理方法及處理后的電極材料。該處理方法如下：所述電極材料，在惰性氣氛和不飽和碳源氣體中，煅燒即可；其中，所述電極材料為含過渡金屬元素的電極材料。采用本發明的處理方法所得電極材料，其導電性能均有大幅度提升，且制得的電池的倍率性能優異。

技術領域

本發明涉及一種電極材料的處理方法及處理后的電極材料。

背景技術

近數十年來，全球范圍內人們積極開發鋰離子動力電池材料，以用于運輸工具，如電動汽車和電動自行車等。

作為鋰離子電池的正極材料主要有鈷酸鋰正極材料、鎳酸鋰正極材料、錳酸鋰正極材料、磷酸鐵鋰正極材料。鈷酸鋰正極材料，電化學性能穩定，循環性能好，充放電性能優良，是最先被普通應用的鋰離子電池正極材料，但是鈷酸鋰的安全性差，限制了鈷系鋰離子電池的使用，尤其是在電動汽車和大型儲備電源方面。鎳酸鋰正極材料，自放電率低，無污染，與多種電解液有良好的相容性，但是合成較困難，循環性差，目前尚未有實際應用。錳酸鋰正極材料的嵌鋰容量相對偏低，且有兩個放電平臺，循環性能較差，但成本低廉，資源豐富，環境友好，目前是較為關注的正極材料之一，但是在高溫下循環，容量衰減較為明顯。磷酸亞鐵鋰(LiFePO₄)是正極材料的后起之秀。由于循環性、價格、安全性、比能量等方面的影響因素，LiFePO₄材料具有結構穩定、原料來源豐富、環境友好而成本低廉并具有170mA·h/g的理論容量、3.5V的平穩放電平臺等諸多優勢，特別是其安全性能與循環壽命是其它材料所無法相比的，使磷酸亞鐵鋰成為當今最吸引人的正極材料。

作為鋰電池的負極材料應具有較高的充放電可逆容量，充放電循環性特性好，能快速使放電電壓達到平衡狀態，基本不與電解液反應，相容性好，資源豐富，成本低廉。目前常用的鋰離子電池的負極材料是碳基負極材料和非碳基負極材料。但是目前負極材料也存在比容量低，放電性能差的劣勢。

因此，提高鋰電池電極材料的導電性成為電池領域的研究熱點。

在正極材料中，添加導電炭是主要方法。炭具有優良的導電性能和較低的質量密度，加入少量的炭，一方面可以降低材料的粒徑尺度，另一方面可以改善材料的導電性能。雖然炭的摻入能夠較大改善導電能力，但是由于炭粉的密度小，摻入太多將導致材料的能量密度降低。

2002年，Chung等提出用高價態的金屬離子如Mg²⁺、Al³⁺等進行摻雜，磷酸鐵鋰材料的電導率可以提高8個數量級，他們的論文很快在世界范圍引起巨大反響，大量論文遵循“摻雜改性”的概念，并且很多報告提出摻雜確實有改善效果，但效果實際一直受到懷疑，沒有任何證據表明磷酸鐵鋰材料的本征電導率得到了改善。

對于負極材料提高導電性，有研究采用碳納米管。納米管的管身和端帽部分分別由六邊形碳環微結構和含五邊形的碳環組成的多邊形結構組成，它具有儲存鋰離子的特性，同時其一維結構可大大增強負極的放電能力，但其價格過于昂貴，大規模應用存在難度。

目前為止，還沒有一種非常有效、價格低廉、安全性高的能大幅度提升電極材料導電性的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是為了克服現有技術中尚沒有一種非常有效、價格低廉、安全性高的能大幅度提升電極材料導電性的方法的缺陷，而提供一種電極材料的處理方法及處理后的電極材料、鋰離子電池。采用本發明的處理方法處理過的電極材料，其導電性能均有大幅度提升；且制得的電池的倍率性能優異。

本發明通過以下技術方案解決上述技術問題：

本發明提供一種電極材料的處理方法，其包括如下步驟：所述電極材料，在惰性氣氛和不飽和碳源氣體中，煅燒即可；

其中，所述電極材料為含過渡金屬元素的電極材料；所述不飽和碳源氣體的制備方法包括如下步驟：

所述不飽和碳源氣體，通過如下步驟得到：