[發明專利]一種金屬有機框架衍生的磷酸鹽復合正極材料及制備方法

在審

• 申請號: 201811520492.1
• 申請日: 2018-12-12
• 公開（公告）號: CN109616653A
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發明（設計）人: 廖喻星;王迪;王剛慶;白雪君
• 申請（專利權）人: 上海航天電源技術有限責任公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/583;H01M10/0525;H01M4/02
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 賈慧琴;張妍

1.一種金屬有機框架衍生的磷酸鹽復合鋰離子電池正極材料，其特征在于：該正極材料為表面經碳包覆的磷酸鹽材料，正極材料內部有微孔氣泡結構，所述的磷酸鹽為LiMPO₄或Li₃M’₂(PO₄)₃，其中，M選擇Fe、Co、Ni、Mn中的任意一種或多種的組合，M’選擇Fe、V、Ti中的任意一種或多種的組合。

2.如權利要求1所述的金屬有機框架衍生的磷酸鹽復合鋰離子電池正極材料，其特征在于：所述的正極材料為多孔片層材料，碳包覆量約10-20％，以正極材料的總重量為100％計。

3.如權利要求1所述的金屬有機框架衍生的磷酸鹽復合鋰離子電池正極材料，其特征在于：該正極材料的粒徑為150-300nm。

4.如權利要求1所述的金屬有機框架衍生的磷酸鹽復合鋰離子電池正極材料，其特征在于：該正極材料中，碳包覆處理是金屬有機框架材料同時作為合成材料的金屬源和碳源，所述的金屬有機框架材料具有多孔網狀結構以及豐富電化學活性位點的特性。

5.一種根據權利要求1-4中任意一種所述的金屬有機框架衍生的磷酸鹽復合鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，該方法包含：以金屬有機框架材料同時作為合成材料的金屬源和碳源，與鋰源化合物，磷源化合物經過球磨分散后，采用高溫固相法制備合成表面經碳包覆的磷酸鹽材料。

6.如權利要求5所述的金屬有機框架衍生的磷酸鹽復合鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述的高溫固相法是指：將分散后的固體粉末在300-350℃氮氣氛圍下燒灼4-6h，然后進行球磨2-4h；再次置于

700-750℃，氮氣氛圍保溫8-10h，得到表面經碳包覆的磷酸鹽復合材料。

7.如權利要求5所述的金屬有機框架衍生的磷酸鹽復合鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述的金屬有機框架材料選擇M-MOF-74、M-BDC、M-BTEC、M-BTC中的一種或幾種，M選擇Fe，Co、Ni、Mn，Ti，V中的任意一種或多種的組合。

8.如權利要求5所述的金屬有機框架衍生的磷酸鹽復合鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述的金屬有機框架材料的制備方法是：以金屬鹽與有機配體按化學計量比溶解于溶劑中，并通過100-150℃的溶劑熱法制備而得。

9.如權利要求8所述的金屬有機框架衍生的磷酸鹽復合鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，所述的金屬鹽為金屬硝酸鹽、金屬氯化鹽、金屬乙酸鹽中的一種或幾種；所述的有機配體為2,5-OH-1,4-BDC、

H₂BDC、1,3,5-BTC、1,2,4,5-BTC中的一種或幾種；所述的溶劑為DMF、甲醇、乙醇中的一種或者幾種。

10.如權利要求8所述的金屬有機框架衍生的磷酸鹽復合鋰離子電池正極材料的制備方法，其特征在于，當制備表面經碳包覆的LiMPO₄時，鋰源化合物、M-MOF、磷源化合物摩爾比為(1.08-1.2)：1：(1.0-1.2)；當制備表面經碳包覆的Li₃M’₂(PO₄)₃時，鋰源化合物、M-MOF、磷源化合物摩爾比為(1.6-1.7)：1：(1.4-1.6)。