[發明專利]一種鋰離子電池正極材料、制備方法及應用在審
| 申請號： | 202210580075.6 | 申請日： | 2022-05-25 |
| 公開（公告）號： | CN114883564A | 公開（公告）日： | 2022-08-09 |
| 發明（設計）人： | 孫曉玉;李炳江 | 申請（專利權）人： | 常州賽得能源科技有限公司 |
| 主分類號： | H01M4/62 | 分類號： | H01M4/62;H01M4/58;H01M10/0525 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 鋰離子電池 正極 材料 制備 方法 應用 | ||
本發明公開一種鋰離子電池正極材料，包括磷酸鐵鋰、含有磷元素的固體電解質和中間相碳微球；其中，LiFePO?和固體電解質經過燒結通過磷元素相互鍵合；中間相碳微球吸附存在于LiFePO?和固體電解質表面及縫隙；本發明還公開了該鋰離子電池正極材料的制備方法和應用；本發明利用物質間元素共用實現復合，增加鋰離子脫嵌點位，進一步配合提升導電性，提升正極性能。
技術領域
本發明涉及化學電源技術領域，特別是涉及一種鋰離子電池正極材料、制備方法及應用。
背景技術
傳統的磷酸鐵鋰導電性差，材料內阻大，應用到電池后，循環壽命短，且電池發熱，溫升大，不利于安全，傳統的磷酸鐵鋰并不適用于儲能電池。為適應儲能電池的需求，開發新型儲能材料是行業研發重點。
現有的磷酸鐵鋰的改性方式有很多，CN102479945B專利公開球形磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，該專利通過金屬氧化物或金屬碳化物包覆，提高了磷酸鐵鋰顆粒之間的導電性和材料的振實密度。CN108448070B公開的技術方案利用金屬摻雜磷酸鐵鋰/碳復合材料規避制備磷酸鐵過程中亞鐵價態轉變成三價鐵價態時，某些摻雜金屬會從占據的原鐵位被擠出而無法實現鐵位原位摻雜，減弱所得電池正極材料的性能問題。
上述改性多是從材料的外部結構出發改善磷酸鐵鋰的性能，改善效果有限。
發明內容
本發明的目的在于提供一種鋰離子電池正極材料，本發明利用物質間元素共用實現復合，增加鋰離子脫嵌點位，進一步配合提升導電性，提升正極性能。
為解決此技術問題，本發明的技術方案是：一種鋰離子電池正極材料，包括磷酸鐵鋰、含有磷元素的固體電解質和中間相碳微球；
其中，LiFePO4和固體電解質經過燒結通過磷元素相互鍵合；
中間相碳微球吸附存在于LiFePO4和固體電解質表面及縫隙。
優選含有磷元素的固體電解質為Li4-xGe1-xPxS4。本發明通過高溫燒結磷酸鐵鋰和固體電解質，二者利用共同元素P相互鍵合，形成新的混合物質LFP- Li4-xGe1-xPxS4，Li4-xGe1-xPxS4結構內含可移動的鋰離子，二者同時存在鋰離子脫嵌點位，在基本組織層面增加了鋰離子脫嵌點位，有效提升材料的導離子性能。
優選LiFePO4、間相碳微球和Li4-xGe1-xPxS4的摩爾比是0.5：（0.05至0.2）：（0.1至0.3）。本發明利用進一步優選LiFePO4、間相碳微球和Li4-xGe1-xPxS4用量；相互鍵合的LiFePO4和Li4-xGe1-xPxS4有效提升正極材料中鋰離子脫嵌點位，加快鋰離子的傳遞速度；進一步在二者之間分散球形MCMB，MCMB結構穩定，具有碳材料優良的導電性，可充分填充材料間孔隙構建電子傳輸通道，通過高溫燒結，可穩定的存在于LiFePO4和Li4-xGe1-xPxS4中間，形成LFP-LISICOM-MCMB，相對于磷酸鐵鋰材料，本發明提出的鋰離子電池復合正極材料離子傳導性和電子傳導性均顯著提升。
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