[發明專利]一種正極材料添加劑及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201911152879.0
• 申請日: 2019-11-22
• 公開（公告）號: CN111017896B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 唐紅輝;戴曦;譚楓;喬延超;陳若葵;阮丁山;李長東
• 申請（專利權）人: 湖南邦普循環科技有限公司;廣東邦普循環科技有限公司;湖南邦普汽車循環有限公司
• 主分類號: C01B25/30
• 分類號: C01B25/30;C01B25/08;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 左恒峰

本發明屬于鋰離子電池領域，公開了一種正極材料添加劑的制備方法，包括以下步驟：(1)將磷酸鐵鋰材料與鐵源混合，破碎，篩分，得到混合粉料；(2)將混合粉料置于還原性氣體中，加熱進行還原處理，得到磷鐵合金和鋰的化合物；(3)將磷鐵合金和鋰的化合物進行球磨，再進行篩分，得到正極材料添加劑。本發明將制備的磷鐵合金和鋰化合物作為正極材料添加劑添加到鋰離子電池正極材料中，可明顯改善鋰電池的倍率性能及循環性能，達到優化電池性能的目的。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池材料技術領域，具體涉及一種正極材料添加劑及其制備方法和應用。

背景技術

鋰離子電池具有比能量高、循環性能好、工作電壓高等特點；鋰離子電池還可進行充放電，具有良好的環保性能，被廣泛用于筆記本電腦、手機、電動自行車、電動汽車等設備及工具中。

鋰離子電池是通過鋰離子在正極與負極間來回移動實現充放電的二次電池。充電時，正極得到電子，鋰離子從正極脫出，經電解液進入到負極；放電時，鋰離子又從負極經電解液進入正極。

目前的鋰離子電池還存在一些不完善的地方，例如倍率性能較差，循環性能不夠好等，正極材料添加劑的使用可經濟高效地提升鋰離子電池的綜合性能。CN?105742706?A(一種鋰電池正極材料添加劑)通過在鋰離子電池中添加含氨基腈與環狀酸組合物修飾的改性馬來酰亞胺，并對其制備成的電池通過針刺測試，大大增加了所得電池正極活性材料的穩定性，并提升了電池的循環壽命。CN?107785578?A(正極材料添加劑及其制備方法、正極片及鋰離子二次電池)通過添加改性碳酸鋰，在不影響鋰離子二次電池的電性能的基礎上大幅度提升鋰離子二次電池的安全性能。

然而，上述兩種添加劑對于提升鋰離子電池的倍率性能和循環性能的效果并不理想；并且現有的添加劑通常在提升其中一種性能的同時會對另一種性能有削弱的效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種正極材料添加劑及其制備方法；將該正極材料添加劑添加到正極材料中可提高鋰離子電池的性能，適應市場發展的需求。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種正極材料添加劑的制備方法，包括以下步驟：

(1)將磷酸鐵鋰與鐵源混合，破碎，篩分，得到混合粉料；

(2)將混合粉料鋪平，通入還原性氣體，加熱進行還原處理，磷酸鐵鋰分解后轉化為磷鐵合金和鋰的化合物；

(3)將磷鐵合金和鋰的化合物進行球磨，再進行篩分，得到所述正極材料添加劑。

優選地，步驟(1)所述磷酸鐵鋰與鐵源的摩爾比為3:0-1。

優選地，步驟(1)所述鐵源為硫酸亞鐵、硫酸鐵、氧化亞鐵、三氧化二鐵、四氧化三鐵、碳酸鐵、硫二化鐵、硫化亞鐵、氯化鐵、氯化亞鐵、氫氧化鐵、氫氧化亞鐵或碳化鐵中的至少一種。

優選地，步驟(2)所述還原性氣體為氫氣、硫化氫、一氧化碳、乙烯、乙炔、乙烷、氨氣或甲烷中的一種。

還原處理中，轉化的化學方程式為：

3LiFePO₄+8H₂＝Li₃PO₄+Fe₂P+FeP+8H₂O；

3LiFePO₄+9H₂+FeSO₄＝Li₃PO₄+2Fe₂P+9H₂O+SO₃；