[發明專利]磷酸錳鐵鋰摻雜三元正極活性材料、鋰離子電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201810100630.4
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108321385A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 蘇凱;喬喬;路文寧
• 申請（專利權）人: 北京國能電池科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 王煥

本發明涉及鋰離子電池領域，具體而言，提供了一種磷酸錳鐵鋰摻雜三元正極活性材料、鋰離子電池及其制備方法。所述磷酸錳鐵鋰摻雜三元正極活性材料，包括532型三元材料6?8質量份和磷酸錳鐵鋰2?4質量份；所述532型三元材料的化學式為LiNi_0.5Mn_0.3Co_0.2O₂；所述磷酸錳鐵鋰的化學式為LiMn_xFe_1?xPO₄，其中0<x<1。該正極活性材料具有體積密度高、安全性高和成本低的優點。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，具體而言，涉及一種磷酸錳鐵鋰摻雜三元正極活性材料、鋰離子電池及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池系一種新型的綠色化學電源，與傳統的鎳鎘電池、鎳氫電池相比具有電壓高、壽命長和能量密度大的優點。隨著鋰電池技術的不斷更新和發展，其質輕、高容、長壽命的優點逐漸得到消費者的青睞。鋰電池市場已經由手機擴展到相機、DVD、航膜、玩具等多種領域。近年來，鋰離子電池由于具有電壓高、循環使用次數多、存儲時間長等優點，不僅在便攜式電子設備上得到廣泛應用，而且也廣泛應用于電動汽車、電動自行車以及電動工具等大中型電動設備方面。

鋰離子電池的性能主要取決于正負極材料，三元鋰離子電池正極材料LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂(NCM)憑借比容量高的優勢，被認為是極具應用前景的鋰離子動力電池正極材料，然而其體積密度較低、成本稍高、安全性稍差，以上缺點不但會限制鋰離子電池的性能，還會提高鋰離子電池的生產成本。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的第一目的在于提供一種磷酸錳鐵鋰摻雜三元正極活性材料，該正極活性材料具有體積密度高、安全性高和成本低的優點。

本發明的第二目的在于提供一種鋰離子電池，該鋰離子電池包括上述磷酸錳鐵鋰摻雜三元正極活性材料，因此具有體積密度高、安全性高和成本低的優點。

本發明的第三目的在于提供一種鋰離子電池的制備方法，該方法工藝簡單、科學合理，制備得到的鋰離子電池具有體積密度高、安全性高和成本低的優點。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

第一方面，本發明提供了一種磷酸錳鐵鋰摻雜三元正極活性材料，包括532型三元材料6-8質量份和磷酸錳鐵鋰2-4質量份；

所述532型三元材料的化學式為LiNi_0.5Mn_0.3Co_0.2O₂；所述磷酸錳鐵鋰的化學式為LiMn_xFe_1-xPO₄，其中0&lt;x&lt;1。

作為進一步優選的技術方案，包括532型三元材料6.5-8質量份和磷酸錳鐵鋰2-3.5質量份。

作為進一步優選的技術方案，包括532型三元材料6.5-7.5質量份和磷酸錳鐵鋰2.5-3.5質量份。

作為進一步優選的技術方案，所述磷酸錳鐵鋰為LiMn_0.5Fe_0.5PO₄，LiMn_0.6Fe_0.4PO₄，LiMn_0.95Fe_0.05PO₄，LiMn_0.8Fe_0.2PO₄或LiMn_0.4Fe_0.6PO₄中的至少一種。