[發明專利]一種鋰離子電池正極材料、其制備方法及鋰離子電池

在審

• 申請號: 201810714864.8
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN108878846A
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 陶濤;趙偉;魯圣國
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 趙青朵

1.一種鋰離子電池正極材料，包括磷酸鹽三元材料和附著在所述磷酸鹽三元材料表面的碳；

所述磷酸鹽三元材料具有式(Ⅰ)所示的通式：

LiFe_xMn_yV_zPO₄ (Ⅰ)；

其中，0.6≤x≤0.8，0.1≤y≤0.2，0.1≤z≤0.2，x+y+z＝1。

2.根據權利要求1所述的鋰離子電池正極材料，其特征在于，所述磷酸鹽三元材料和附著在所述磷酸鹽三元材料表面的碳形成粉體顆粒；

所述粉體顆粒的粒徑為300～800nm。

3.一種鋰離子電池正極材料的制備方法，包括以下步驟：

A)將原始物料和有機溶劑混合均勻，得到混合物料；所述原始物料包括鋰鹽、錳源、鐵源、釩源、磷源和碳源；

B)將所述混合物料進行煅燒，得到鋰離子電池正極材料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽選自Li₂CO₃、LiOH·H₂O、CH₃COOLi和LiH₂PO₄中的一種或幾種；

所述錳源選自MnCO₃、Mn(CH₃COO)₂·4H₂O、MnO₂和MnHPO₄中的一種或幾種；

所述鐵源選自FeC₂O₄、Fe(CH₃COO)₂、FePO₄和Fe₂O₃中的一種或幾種；

所述釩源為NH₄VO₃和/或V₂O₅；

所述磷源選自NH₄H₂PO₄、H₃PO₄、FePO₄和(NH₄)₂HPO₄中的一種或幾種；

所述碳源選自葡萄糖、蔗糖、檸檬酸和淀粉中的一種或幾種。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述鋰鹽中的鋰元素、錳源中的錳元素、鐵源中的鐵元素、釩源中的釩元素、磷源中的磷元素和碳源中的碳元素的摩爾比為0.5～0.6：0.1～0.2：0.6～0.8：0.1～0.2：1：0.1～0.2。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑選自無水乙醇和/或丙酮；

所述原始物料和有機溶劑的質量比為1：0.4～0.7。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟A)中，所述混合為球磨混合；

所述球磨混合的時間為20～24h；

所述球磨混合的轉速為220～250r/min；

所述球磨混合用到的鋯球的直徑為3～5mm；

所述球磨混合用到的球磨罐的體積為250mL；

所述鋯球與所述原始物料的質量比為5～10：1。

8.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟B)中，所述煅燒為兩步煅燒，包括：

a)將所述混合物料先升溫至300～350℃，保溫4～6h；

b)再升溫至650～750℃，保溫10～12h。

9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟a)中升溫的速率為3～5℃/min；

步驟b)中升溫的速率為3～5℃/min。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，正極包括權利要求1～2任意一項所述的鋰離子電池正極材料或權利要求3～9任意一項所述的制備方法制備的鋰離子電池正極材料。