[发明专利]锂二次电池的正电极活性材料、其生产方法和包含其的锂二次电池

权利要求书

1.一种锂二次电池的正电极活性材料，其包含由以下化学式1表示的并具有200nm至1μm的平均粒度的颗粒，其中，所述颗粒表面涂有厚度为5至10nm的碳涂层；

化学式1

Li_aMn_1-xM_xPO₄；

其中，M为选自Mg、Fe、Co、Cr、Ti、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb和Mo中的任何一个或者为选自其中两个以上的混合物，且a和x满足以下等式：0.9≤a≤1.1和0≤x<0.5。

2.如权利要求1所述的锂二次电池的正电极活性材料，其中，化学式1的颗粒由以下化学式2或3表示：

化学式2

Li_aMnPO₄；

其中，a满足以下等式：0.9≤a≤1.1；

化学式3

Li_aMn_1-xM_xPO₄；

其中，M为Fe，且a和x满足以下等式：0.9≤a≤1.1和0.1≤x≤0.2。

3.如权利要求1所述的锂二次电池的正电极活性材料，其中，所述碳涂层由非晶碳制成。

4.一种锂二次电池，其包括：

包含如权利要求1至3中任一项所述的正电极活性材料的正电极；

包含负电极活性材料的负电极；以及

无水电解质溶液。

5.一种生产锂二次电池的正电极活性材料的方法，所述方法包括：

将锂原材料、锰原材料和磷原材料添加到乙醇中，以制备金属混合物溶液；

研磨所述金属混合物溶液，以将所述金属混合物溶液雾化；

将碳原材料添至所述雾化溶液，以将其均匀混合；以及

在惰性环境下对所述混合物进行热处理。

6.如权利要求5所述的方法，其中，在制备所述金属混合溶液时，按重量计，乙醇含量基于锂原材料、锰原材料和磷原材料的总重量而在1:1至10:1的范围内，或者基于锰原材料在50至200摩尔%的范围内。

7.如权利要求5所述的方法，其中，调整所述锂原材料、所述锰原材料和所述磷原材料的混合比例，使得Li:Mn:P的摩尔比为0.9：1.1:1:1。

8.如权利要求5所述的方法，其中，在制备所述金属混合溶液时，另外添加金属原材料。

9.如权利要求8所述的方法，其中，所述金属原材料为选自Mg、Fe、Co、Cr、Ti、Ni、Cu、Zn、Zr、Nb和Mo中的任何一个或者为选自其中两个以上的混合物。

10.如权利要求9所述的方法，其中，当所述锰原材料和所述金属原材料的总量被定义为100摩尔%时，所用金属原材料的含量为0至小于50摩尔%。

11.如权利要求10所述的方法，其中，当所含的原材料和含有M的原材料的总量被定义为100摩尔%时，所用的金属原材料的含量为10至小于20摩尔%。

12.如权利要求5所述的方法，其中，所述碳原材料为选自软碳即低温烧结碳、碳化沥青、中间相碳化沥青、烧结焦炭、柠檬酸、抗坏血酸、聚乙烯醇、尿素、蔗糖、葡萄糖和纤维素中的任何一个或者为选自其中两个以上的混合物。

13.如权利要求5所述的方法，其中，在500至800℃的温度下进行所述惰性环境下的热处理。