[发明专利]锂离子电池电极活性材料的碳包覆方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池电极活性材料的碳包覆方法。

背景技术

正极活性材料和负极活性材料的性能在很大程度上影响着锂离子电池的性能，所以研究和开发高性能的电极活性材料已成为锂离子电池发展的关键所在，目前常见的正极活性材料（如层状的LiCoO₂和LiNiO₂、尖晶石型的LiMn₂O₄、橄榄石型的LiFePO₄以及它们的改性材料）以及常见的负极活性材料（如Li₄Ti₅O₁₂）都存在电导率低的问题，制备纳米电极活性材料、细化电极活性材料晶粒以及对电极活性材料进行表面碳包覆是目前常用的提高电极活性材料导电性的两种方法。

其中，利用水热法、溶剂热法、沉淀法、超临界水热法、微波合成法等液相反应方法制备的电极活性材料一般为纳米尺寸，且形貌较为特殊，具有优良的电化学性能，但采用传统碳包覆方法对该纳米电极活性材料进行碳包覆时，通常采用将干粉状的纳米电极活性材料与碳源进行混合然后再进行烧结的方法。在该方法中，如果采用球磨或研磨的方法使所述粉末状的纳米电极活性材料与碳源进行混合，不但会造成电极活性材料形貌的破坏，而且还会造成纳米颗粒的团聚，使得纳米尺寸的电极活性材料所具有的优势都不能显现出来；如果采用将干粉状的电极活性材料分散在碳源溶液中的方法进行混合，由于该干粉状的纳米电极活性材料颗粒具有很大的表面能，纳米电极活性材料之间极易进行团聚，故在碳源溶液中的分散效果不好，且分散工序复杂，生产成本较高。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种能够保持纳米尺寸的电极活性材料本来具有的单分散和均一性，又能进一步提高纳米尺寸电极活性材料导电性能的碳包覆方法。

一种锂离子电池电极活性材料的碳包覆方法，包括：

提供电极活性材料前驱体和第一溶剂，使该电极活性材料前驱体在所述第一溶剂中进行液相反应，所述液相反应完毕后得到一第一混合液，该第一混合液包括所述第一溶剂和分散在该第一溶剂中的电极活性材料颗粒；

提供碳源，将所述碳源加入所述第一混合液中，并使该碳源在所述第一溶剂中溶解，得到一第二混合液；

干燥所述第二混合液，得到具有碳源包覆层的电极活性材料颗粒，在所述具有碳源包覆层的电极活性材料颗粒中，所述碳源包覆在所述电极活性材料颗粒的表面；以及

烧结该具有碳源包覆层的电极活性材料颗粒，得到碳包覆锂离子电池电极活性材料。

本发明提供的锂离子电池电极活性材料的碳包覆方法，直接将碳源溶解到液相反应完毕后未经处理的分散有电极活性材料颗粒的第一混合液中，使碳源与所述电极活性材料颗粒混合，避免了将干粉状的电极活性材料颗粒与碳源混合时所存在的易团聚的问题，可制备出分散性好、均一性好及一致性好的碳包覆锂离子电池电极活性材料，从而使所述碳包覆锂离子电池电极活性材料具有良好的导电性能和电化学性能。

附图说明

图1为本发明锂离子电池电极活性材料的碳包覆方法的制备流程图。

图2为本发明实施例1碳包覆LiFePO₄正极活性材料的SEM照片。

图3为本发明实施例1及对比例1中碳包覆LiFePO₄正极活性材料的充放电曲线图。

具体实施方式

请参阅图1，一种锂离子电池电极活性材料的碳包覆方法，包括：

S1，提供电极活性材料前驱体和第一溶剂，使该电极活性材料前驱体在所述第一溶剂中进行液相反应，所述液相反应完毕后得到一第一混合液，该第一混合液包括所述第一溶剂和分散在该第一溶剂中的电极活性材料颗粒；

S2，提供碳源，将所述碳源加入所述第一混合液中，并使该碳源在所述第一溶剂中溶解，得到一第二混合液；

S3，干燥所述第二混合液，得到具有碳源包覆层的电极活性材料颗粒，在所述具有碳源包覆层的电极活性材料颗粒中，所述碳源包覆在所述电极活性材料颗粒的表面；以及

S4，烧结该具有碳源包覆层的电极活性材料颗粒，得到碳包覆锂离子电池电极活性材料。