[发明专利]正极活性物质的制备方法及正极活性物质以及正极和电池

说明书

技术领域

本发明是关于一种正极活性物质的制备方法及由该制备方法制得的正 极活性物质以及包括该正极活性物质的正极和包括该正极的电池，尤其是关 于一种锂二次电池的正极活性物质的制备方法及由该制备方法制得的正极 活性物质以及包括该正极活性物质的正极和包括该正极的电池。

背景技术

以嵌锂化合物作为正极活性物质的锂二次电池因具有电池电压高、比能 量大、循环寿命长、自放电小等优点，已在各种便携式电子产品和通讯工具 中得到广泛应用，并逐步被开发为电动汽车的清洁动力能源。

目前作为锂二次电池正极活性物质的LiCoO₂因开路电压高、比容量大、 循环寿命长等优点，已广泛应用，但由于钴资源少、价格昂贵且有一定的毒 性，因而应用受到一定限制；尖晶石LiMn₂O₄由于在高温下循环充放电容量 衰减快，而LiNiO₂由于合成困难及存在安全性的问题，故两者目前两者尚 未大量使用。

具有橄榄石结构的LiFePO₄自1997年被发现可以作为锂离子电池正极 活性物质就受到广泛的重视；其在3.4V左右有平稳的放电电压平台，且原 料来源广泛、热稳定性好、理论容量高、对环境友好，但纯LiFePO₄的电子 传导率较低，目前常见的改善LiFePO₄的电子传导率的方法有在LiFePO₄中 掺杂LiCoO₂等而形成新的正极活性物质，虽然该正极活性物质的电子电导 率有所提高，但是其电子电导率仍然较低，一般仅为10^-6S/cm，而且由该正 极活性物质制得的电池的质量比容量较低、循环性能较差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有的正极活性物质的电子电导率较低、由该正 极活性物质制得的电池的质量比容量较低、循环性能较差的缺陷，提供一种 能有效提高制得的正极活性物质的电子电导率、从而能提高电池的质量比容 量和循环性能的正极活性物质的制备方法及由该制备方法制得的正极活性 物质以及包括该正极活性物质的正极和包括该正极的电池。

本发明提供了一种正极活性物质的制备方法，其中，该制备方法包括将 一种混合物烧结，该混合物含有原料一和原料二，所述原料一为通式 Li_xxM’_yy(XO₄)_zz、LiM’XO₅、LiM’XO₆、LiM’X₂O₇表示的化合物中的一种或 几种，0＜xx/zz≤1，0＜yy/zz≤1.1，M’为Na、Mn、Fe、Co、Ni、Ti、V、Y、 Mg、Ca、Zn中的一种或几种，X为P、S、As、Mo或W；所述原料二为 LiD_cO₂、Li_iNi_1-d-eCo_dMn_eO₂、LiNi_1-f-gCo_fAl_gO₂、Li_xNi_1-yCoO₂和Li_mMn_2-nE_nO_j表示的化合物中的一种或几种，其中，D为B、Mg、Al、Ti、Cr、Fe、Cu、 Zn、Ga、Y、La、V中的一种，0＜c≤3；0.9≤i≤1.2，0≤d≤0.5，0＜e≤0.3；0≤f≤0.5， 0≤g≤0.3；0.9≤x≤1.1，0≤y≤1；E为硼、镁、铝、镓以及除Mn以外的过渡金 属元素中的一种，0.9≤m≤1.1，0≤n≤1，1＜j＜6。

本发明还提供了一种由上述制备方法制得的正极活性物质。

本发明还提供了一种正极，该正极包括正极集流体以及涂覆和/或填充 在该正极集流体上的正极材料，所述正极材料含有正极活性物质和粘合剂， 其中，所述正极活性物质为本发明提供的正极活性物质。

本发明还提供了一种锂二次电池，该锂二次电池包括电池壳体、电极组 和电解液，电极组和电解液密封在电池壳体内，电极组包括依次卷绕或叠置 的正极、隔膜和负极，其中，所述正极为本发明提供的正极。