[發明專利]一種磷酸鋁包覆磷酸鈦鋁鋰材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211233687.4
• 申請日: 2022-10-10
• 公開（公告）號: CN115432690A
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 申彤;曹文卓;沈德赟;張新華;周建飛;翁啟東;李婷
• 申請（專利權）人: 湖州南木納米科技有限公司
• 主分類號: C01B25/45
• 分類號: C01B25/45;C01B25/36;H01M4/58;H01M4/36;H01M10/052
• 代理公司: 北京慧誠智道知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11539
• 代理人: 殷炳蕾

本發明實施例涉及一種磷酸鋁包覆磷酸鈦鋁鋰材料及其制備方法和應用。制備方法包括：將鋁源和磷源按比例加入去離子水中，制成磷酸鋁溶液；將磷酸鈦鋁鋰粉體加入去離子水中，并與所述磷酸鋁溶液進行攪拌混合，制備得到固含量為10％?50％的混合溶液；將所述混合溶液進行干燥，得到混合物；將所述混合物在惰性氣氛中進行燒結處理，得到磷酸鋁包覆磷酸鈦鋁鋰材料。

技術領域

本發明涉及鋰電池材料制備技術領域，尤其涉及一種磷酸鋁包覆磷酸鈦鋁鋰材料及其制備方法和應用。

背景技術

隨著科技的發展，鋰離子電池已廣泛應用于電動汽車、3C電子、儲能等領域。然而，近年來頻發的鋰離子電池起火事件使人們越來越重視鋰離子電池的安全性。

固態電解質材料中，Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃(LATP)因具有高離子電導率(10^-4S/cm)引起人們的廣泛關注。它是由NASICON型LiTi₂(PO₄)₃(LTP)通過用Al³⁺部分取代Ti⁴⁺而得到的。由于Ti⁴⁺和Al³⁺具有良好的電化學氧化還原可逆性，因此LATP可用作鋰離子電池的正極材料。

但目前，包括LATP在內的固態電解質普遍受制于低的離子導電率、高的界面阻抗以及低的循環倍率而阻礙了產業化應用；尤其是其低的離子導電率嚴重阻礙其取代液態電解質的進程。

發明內容

本發明的目的是提供一種磷酸鋁包覆磷酸鈦鋁鋰材料及其制備方法和應用。采用磷酸鹽包覆磷酸鈦鋁鋰材料，能保持包覆層內部磷酸鈦鋁鋰材料在電化學反應過程中結構穩定，降低電解液對磷酸鈦鋁鋰材料的溶解腐蝕的副反應發生，降低界面阻抗，提高了磷酸鈦鋁鋰材料的離子電導率和循環倍率性。

為此，第一方面，本發明實施例提供了一種磷酸鋁包覆磷酸鈦鋁鋰材料的制備方法，包括：

將鋁源和磷源按比例加入去離子水中，制成磷酸鋁溶液；

將磷酸鈦鋁鋰粉體加入去離子水中，并與所述磷酸鋁溶液進行攪拌混合，制備得到固含量為10％-50％的混合溶液；

將所述混合溶液進行干燥，得到混合物；

將所述混合物在惰性氣氛中進行燒結處理，得到磷酸鋁包覆磷酸鈦鋁鋰材料。

優選的，所述鋁源包括氧化鋁和/或氫氧化鋁；所述磷源包括磷酸、氧化磷或磷酸二氫銨中的一種或幾種；

所述鋁源和磷源的添加質量比例為2：1-1：2。

優選的，所述磷酸鈦鋁鋰粉體的平均粒徑為0.3微米-0.5微米；所述混合溶液中，磷酸鋁的質量為磷酸鈦鋁鋰的質量的0.2％-2％。

優選的，所述攪拌混合的攪拌速率為1000rmp-2000rmp,攪拌時間為1小時-5小時。

優選的，所述干燥包括真空干燥，干燥溫度為100℃-150℃，干燥時間為10小時-24小時。

優選的，所述燒結處理的溫度為600℃-850℃，保溫時間為5小時-10小時，升溫速率為2℃/min-5℃/min，

優選的，所述惰性氣氛為氮氣氣氛，氮氣純度大于98％，氮氣流速為0.1m³/h-1m³/h。

第二方面，本發明實施例提供了一種上述第一方面所述的制備方法制備得到的磷酸鋁包覆磷酸鈦鋁鋰材料。