[發明專利]用于鋰離子電池的正極的經摻雜的磷酸鋰錳鐵顆粒、粉體材料及其制法

在審

• 申請號: 201911044096.0
• 申請日: 2019-10-30
• 公開（公告）號: CN112750990A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 任健汶;黃信達;許智宗;王易軒
• 申請（專利權）人: 泓辰材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京泰吉知識產權代理有限公司 11355
• 代理人: 史瞳;謝瓊慧

1.一種用于鋰離子電池的正極的經摻雜的磷酸鋰錳鐵顆粒，其特征在于其具有如下所示的通式：

M_m-Li_xMn_1-y-zFe_yM′_z(PO₄)_p/C

其中，

M是選自于Mg、Ca、Sr、Al、Ti、Cr、Zn、W及前述的組合；

M′是選自于Mg、Ca、Sr、Al、Ti、Cr、Zn、W及前述的組合；

0.9≤x≤1.2；

0.1≤y≤0.4；

0≤z≤0.1；

0.11≤y+z≤0.4；

0.85≤p≤1.15；

0.0005≤m≤0.1；

M的含量是自該顆粒的表面朝該顆粒的中心呈連續梯度遞減；及

以Li_xMn_1-y-zFe_yM′_z(PO₄)_p/C的重量為100wt％，C的含量范圍為大于0至3.0wt％以下。

2.根據權利要求1所述的用于鋰離子電池的正極的經摻雜的磷酸鋰錳鐵顆粒，其特征在于：M不同于M′。

3.根據權利要求1所述的用于鋰離子電池的正極的經摻雜的磷酸鋰錳鐵顆粒，其特征在于：M是選自于Al、W及前述的組合。

4.根據權利要求1所述的用于鋰離子電池的正極的經摻雜的磷酸鋰錳鐵顆粒，其特征在于：M′是Mg。

5.根據權利要求1所述的用于鋰離子電池的正極的經摻雜的磷酸鋰錳鐵顆粒，其特征在于：該顆粒的尺寸范圍為0.5-20μm。

6.一種經摻雜的磷酸鋰錳鐵粉體材料，其特征在于其包含根據權利要求1所述的用于鋰離子電池的正極的經摻雜的磷酸鋰錳鐵顆粒。

7.根據權利要求6所述的經摻雜的磷酸鋰錳鐵粉體材料，其特征在于：該粉體材料的比表面積小于25.0m²/g。

8.一種根據權利要求6所述的經摻雜的磷酸鋰錳鐵粉體材料的制法，其特征在于其包含以下步驟：

(a)將錳源、鐵源、附加金屬化合物、磷源與鋰源在溶劑中混合，以得到預混物，該附加金屬化合物是選自于含鎂化合物、含鈣化合物、含鍶化合物、含鋁化合物、含鈦化合物、含鉻化合物、含鋅化合物、含鎢化合物及前述的組合；

(b)在該預混物中加入碳源，以得到混合物，并進行研磨及造粒，以得到粉體；

(c)將該粉體進行初步燒結，以得到預形體；及

(d)將該預形體與摻雜物混合，并進行進一步燒結，以得到該經摻雜的磷酸鋰錳鐵粉體材料，該摻雜物是選自于含鎂化合物、含鈣化合物、含鍶化合物、含鋁化合物、含鈦化合物、含鉻化合物、含鋅化合物、含鎢化合物及前述的組合。

9.根據權利要求8所述的制法，其特征在于：在該步驟(d)中，該摻雜物不同于該附加金屬化合物。

10.根據權利要求8所述的制法，其特征在于：在該步驟(d)中，該摻雜物是選自于含鋁化合物、含鎢化合物及前述的組合。

11.根據權利要求8所述的制法，其特征在于：在該步驟(a)中，該附加金屬化合物是含鎂化合物。

12.根據權利要求8所述的制法，其特征在于：在該步驟(c)中，該初步燒結是在400-850℃中進行。

13.根據權利要求8所述的制法，其特征在于：在該步驟(d)中，該進一步燒結是在500-950℃中進行。