[发明专利]一种锂快离子导体复合的锂电池正极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种锂快离子导体复合的锂电池正极材料及其制备方法，属于电化学技术领域。其特征在于，该方法的步骤为：按照通式LiFePO₄•xLi₃FeM(PO₄)₃/C摩尔比例，其中0.005≤x＜0.1，M为Ti，Zr中的一种，称取磷酸铁、锂化合物、碳源和锂快离子导体化合物，采用湿法球磨，喷雾干燥制得反应前驱体；将该反应前驱体于惰性气体存在下在500~900℃温度条件下，恒温锻烧5~30小时，制得具有通式LiFePO₄•xLi₃FeM(PO₄)₃/C的锂快离子导体复合的锂电池正极材料。本发明所述的的锂快离子导体复合的锂电池正极材料具有高的比容量、倍率性能和低温性能；并且增加锂快离子导体复合的锂电池正极材料的电化学上可逆性的发生速率。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，尤其是涉及一种锂快离子导体复合正极材料及其制备方法。

背景技术

随着社会的不断进步，锂离子电池在众多领域中扮演的角色越来越重要，应用领域主要有：便携式电子产品、电动交通工具、大型动力电源、二次充电及储能领域。锂离子电池一般包括正极、隔膜、负极、有机电解液和电池外壳，锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，正极材料是锂离子电池的重要组成部分。

现阶段如何制备能量密度高、安全性高、寿命长、充电性能好、离子扩散性好、电子传导率好的电池受到越来越多的关注。公开号：CN 1067529，申请号为91103542.7的专利申请“混合相固体电解质全固态室温锂蓄电池及其制备方法”，其混合相固体电解质全固态室温锂蓄电池的制备方法复杂、要求高，容量低、循环次数少，且使用的锂离子电池电解液中的锂盐LiClO₄导电率中等，但具有较高的氧化性，容易爆炸；LiAsF6导电率很好，稳定性也较好，但含有有毒元素；Li(CF₃)SO₃的电导率差，并对电极有腐蚀作用。

公开号：CN 1688063，申请号为200510034480.4的专利申请“一种高比容量二次锂离子电池”，正极片制造的过程中使用的是LiCoO₂，LiCoO₂ 是唯一大规模商品化的正极材料，目前90%以上的商品化锂离子电池采用LiCoO₂ 作为正极材料。LiCoO₂ 的研究比较成熟，综合性能优良，但价格昂贵，容量较低，存在一定的安全性问题。

公开号：CN 101964411A申请号为201010269572.1的专利申请“LiFePO₄复合型正极材料及其制备方法”，采用内部复合快离子导体与表面包覆碳层的双层优化路线，提高材料的离子电导和电子电导，内外层同时辅助LiFePO₄的导电能力，减少充放电过程中电化学惰性区域来改善LiFePO₄的高倍率、大电流充放电性能，但是其制备方法操作复杂，步骤繁多，是通过表面包覆碳层来提高LiFePO₄的电化学性能。

公开号：CN 102738451A，申请号为201210241066.0的专利申请“一种改性锂离子电池正极材料及其制备方法”提到的锂离子正极材料为新型的三元复合氧化物镍钴锰酸锂，此种材料集中了LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄等材料的各自优点，成本较低，可逆容量大，结构稳定，安全性较好循环性能好，合成容易；但由于含较多昂贵的Co，成本仍然较高。对中大容量、中高功率的锂离子电池来说，正极材料的成本、高温性能、安全性十分重要。