[發(fā)明專利]比表面積降低的電極材料及其制備方法，以及鋰離子電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810027333.1
• 申請(qǐng)日: 2018-01-11
• 公開（公告）號(hào): CN108288696B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉少軍;劉小明;段婉璐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇合志新能源材料技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/36
• 分類號(hào): H01M4/36;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 北京華進(jìn)京聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11606
• 代理人: 王賽

本發(fā)明提供一種比表面積降低的電極材料的制備方法，包括：提供具有納米尺寸的電極材料的固液分散體系；冷凍干燥所述固液分散體系，得到凍干產(chǎn)物；以及煅燒所述凍干產(chǎn)物，使所述電極材料的尺寸長(zhǎng)大，從而得到比表面積降低的電極材料。本發(fā)明還提供一種比表面積降低的電極材料和具有所述比表面積降低的電極材料的鋰離子電池。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及比表面積降低的電極材料及其制備方法，以及鋰離子電池。

背景技術(shù)

電極材料的納米化是目前鋰離子電池的一個(gè)重要發(fā)展研究方向。通過(guò)對(duì)電極材料的納米化可以提高鋰離子電池的快速充放電等特性。但是電極材料的納米化在提升電極材料的特性同時(shí)卻不可避免的使鋰離子電池面臨制作工藝上的困難。

電極材料的納米化增大了材料的比表面積，有利于鋰離子的遷移，但是隨著比表面積的增大，電極材料粉體之間的團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重。另外比表面積大不僅會(huì)導(dǎo)致電池加工過(guò)程中涂布困難，電解液吸收量大，電池能量密度降低等問(wèn)題，而且由于電極材料比表面積大，表面的副反應(yīng)也會(huì)比較多，反應(yīng)產(chǎn)生的副產(chǎn)物會(huì)增加電極材料的表面阻抗，進(jìn)而影響鋰離子的擴(kuò)散。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要提供一種比表面積降低的電極材料及其制備方法，以及鋰離子電池。

一種比表面積降低的電極材料的制備方法，包括：

提供具有納米尺寸的電極材料的固液分散體系；

冷凍干燥所述固液分散體系，得到凍干產(chǎn)物；以及

煅燒所述凍干產(chǎn)物，使所述電極材料的尺寸長(zhǎng)大，從而得到比表面積降低的電極材料。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電極材料包括磷酸鐵鋰、磷酸錳鋰、磷酸錳鐵鋰中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述固液分散體系中分散相與分散介質(zhì)的質(zhì)量比為1:18至3:2。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述冷凍干燥所述固液分散體系，得到凍干產(chǎn)物的步驟包括：

對(duì)所述固液分散體系進(jìn)行冷凍，得到冰凍態(tài)混合物；以及

將所述冰凍態(tài)混合物進(jìn)行抽真空干燥，得到所述凍干產(chǎn)物。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述抽真空干燥的溫度為-40℃至120℃，真空度為0.1Pa至20Pa。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述煅燒所述凍干產(chǎn)物的步驟中，所述煅燒的溫度為350℃至850℃，所述煅燒的時(shí)間為0.5h至24h，所述煅燒的升溫速率為0.2℃/min至10℃/min。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述具有納米尺寸的電極材料中不含有碳元素。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，還包括對(duì)所述比表面積降低的電極材料包覆碳材料的步驟。

一種比表面積降低的電極材料，所述電極材料為單分散狀態(tài)，比表面積為1m²/g至20m²/g。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電極材料的平均粒徑為300nm至800nm。

一種鋰離子電池，包括前面所述的比表面積降低的電極材料。

本發(fā)明實(shí)施例提供的比表面積降低的電極材料的制備方法，采用冷凍干燥及煅燒相結(jié)合的工藝方法，通過(guò)冷凍干燥減緩甚至避免電極材料在干燥過(guò)程中團(tuán)聚黏連在一起，同時(shí)通過(guò)煅燒過(guò)程的控制，盡量避免熔融結(jié)晶過(guò)程中顆粒之間的聚合現(xiàn)象，可以在保證電極材料的納米級(jí)尺寸的同時(shí)有效降低電極材料的比表面積，從而減輕因比表面積大而造成的電極材料粉體之間的團(tuán)聚現(xiàn)象。同時(shí)通過(guò)降低電極材料的比表面積，還可以緩解后續(xù)電池加工過(guò)程中涂布困難，電解液吸收量大，電池能量密度降低等問(wèn)題，有效減少電池電極表面的副反應(yīng)。

附圖說(shuō)明