[發明專利]一種LiFePO4

有效

• 申請號: 202010067337.X
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN113140713B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 王曉輝;光田甲;楊金星
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525;C01B25/26;C01B25/37;C01B25/45
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 張志偉

1.一種LiFePO₄／C包覆三元正極材料，其特征在于，包覆層LiFePO₄/C的三維尺寸范圍為1~900 nm，包覆層LiFePO₄/C中碳含量為1~10 wt.%；所述三元正極材料為LiNi_xCo_yM_zO₂，其中：M為Mn或Al之一或二者的組合，0＜x＜1，0＜y＜1，0＜z＜1，且x+y+z=1；所述包覆層界面穩定，厚度范圍為1~100nm；

所述的LiFePO₄／C包覆三元正極材料的制備方法，該方法的具體步驟為：

1）將碳包覆的LiFePO₄與三元正極材料加入球磨設備中，球磨氣氛為空氣、真空或惰性氣氛，惰性氣氛所用的氣體為氦氣、氮氣、氬氣或氬氫混合氣體中的一種，在50~500 r/min轉速下干法機械球磨1~24 h得到第一混合物；

2）將步驟1）中得到的第一混合物在真空或惰性氣氛微波燒結固化得到LiFePO₄/C包覆三元正極材料，惰性氣氛所用的氣體為氦氣、氮氣、氬氣或氬氫混合氣體中的一種。

2.如權利要求1所述的LiFePO₄／C包覆三元正極材料，其特征在于，LiFePO₄/C的三維尺寸范圍為10~500 nm。

3.如權利要求1或2所述的LiFePO₄／C包覆三元正極材料，其特征在于，包覆層LiFePO₄/C中碳含量為5~10 wt.%。

4.一種如權利要求1所述的LiFePO₄／C包覆三元正極材料的制備方法，其特征在于，該方法的具體步驟為：

1）將碳包覆的LiFePO₄與三元正極材料加入球磨設備中，球磨氣氛為空氣、真空或惰性氣氛，惰性氣氛所用的氣體為氦氣、氮氣、氬氣或氬氫混合氣體中的一種，在50~500 r/min轉速下干法機械球磨1~24 h得到第一混合物；

2）將步驟1）中得到的第一混合物在真空或惰性氣氛微波燒結固化得到LiFePO₄/C包覆三元正極材料，惰性氣氛所用的氣體為氦氣、氮氣、氬氣或氬氫混合氣體中的一種。

5.按照權利要求4所述的LiFePO₄／C包覆三元正極材料的制備方法，其特征在于，包覆層LiFePO₄/C中所用碳源為葡萄糖、蔗糖、聚糠醇熱解碳或維生素C中的一種或兩種以上。

6.按照權利要求4所述的LiFePO₄／C包覆三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟2）中，微波燒結固化功率為0.1~20 kW，微波燒結固化時間為3~600 s。

7.按照權利要求6中所述的LiFePO₄／C包覆三元正極材料的制備方法，其特征在于，步驟2）中，微波燒結固化功率為0.5~1 kW，微波燒結固化時間為10~30 s。

8.一種如權利要求1所述的LiFePO₄／C包覆三元正極材料的用途，其特征在于，將LiFePO₄／C包覆三元正極材料應用于鋰離子電池。