[发明专利]一种锂离子电池正极用大粒径磷酸铁锂复合材料及其制备方法、锂离子电池

说明书

本发明涉及一种锂离子电池正极用大粒径磷酸铁锂复合材料及其制备方法、锂离子电池，属电池领域。上述复合材料包括核心、粘附于核心的表面的外壳及包覆于外壳的表面的碳材料层。核心的材料包括镍钴锰酸锂、钴酸锂和锰酸锂中的任意一种，外壳的材料为磷酸铁锂。其成本低、能量密度高、导电性能好且堆积密度大。制备方法包括：于核心的表面施加粘合剂并将磷酸铁锂粘附于核心的表面，干燥，气相层积使碳材料包覆于外壳的表面形成碳材料层。此方法简单，能提高磷酸铁锂复合材料的粒径，并在一定程度上降低粒径磷酸铁锂颗粒增大后带来的材料导电性能的下降、充放电容量下降等影响。包括上述复合材料的锂离子电池安全性好、循环寿命长、高温稳定性好。

技术领域

本发明涉及电池领域，且特别涉及一种锂离子电池正极用大粒径磷酸铁锂复合材料及其制备方法、锂离子电池。

背景技术

在目前商品化的锂离子电池正极材料中，磷酸铁锂相比其他导电性好的正极材料导电性能不好、能量密度低。

有的生产商在材料制备烧结前造粒，增大材料颗粒的尺寸，这种做法因为颗粒间有较多的碳源物质，在烧结碳化过程中产生气体，颗粒内部留下较多的空隙，降低了材料的堆积密度。有的制备电极浆料时，通常会把其他正极活性材料的缺点也保留下来，如安全性不好。有的不能避免电解液和内层材料的不良反应等。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池正极用大粒径磷酸铁锂复合材料，该锂离子电池正极用大粒径磷酸铁锂复合材料成本低、、能量密度高、导电性能好且堆积密度大。

本发明的第二目的在于提供一种上述锂离子电池正极用大粒径磷酸铁锂复合材料的制备方法，此方法简单，能提高磷酸铁锂复合材料的粒径，又能在一定程度上降低粒径磷酸铁锂颗粒增大后带来的材料导电性能的下降、充放电容量下降等负面影响。

本发明的第三目的在于提供一种锂离子电池，其包括上述锂离子电池正极用大粒径磷酸铁锂复合材料。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的：

本发明提出一种锂离子电池正极用大粒径磷酸铁锂复合材料，锂离子电池正极用大粒径磷酸铁锂复合材料包括核心、粘附于核心的表面的外壳以及包覆于外壳的表面的碳材料层。

核心的材料包括镍钴锰酸锂、钴酸锂和锰酸锂中的任意一种，外壳的材料为磷酸铁锂。

本发明还提出上述锂离子电池正极用大粒径磷酸铁锂复合材料的制备方法，包括以下步骤：

于核心的表面施加粘合剂并将磷酸铁锂粘附于核心的表面，干燥，气相层积使碳材料包覆于外壳的表面以形成碳材料层。

本发明还提出一种锂离子电池，其包括上述锂离子电池正极用大粒径磷酸铁锂复合材料。

本发明较佳实施例提供的锂离子电池正极用大粒径磷酸铁锂复合材料及其制备方法、锂离子电池的有益效果包括：

本发明较佳实施例提供的锂离子电池正极用大粒径磷酸铁锂复合材料成本低、能量密度高、导电性能好且堆积密度大。

通过在外壳内部嵌入导电性能较好的核心，然后用等离子体气相沉积的方法层积导电的碳材料，形成磷酸铁锂为主要活性物质的核壳结构复合正极材料，不仅提高了磷酸铁锂复合材料粒径，进而提高了其电极压实密度，最终提高电池的能量密度，而又能在一定程度上降低粒径磷酸铁锂颗粒增大后带来的材料导电性能的下降、充放电容量下降等负面影响。该方法通过气相层积的方法包覆碳材料，一方面能提高磷酸铁锂的导电性能，又能增强复合颗粒的结构稳定性，不易破碎；另一方面能降低层积反应温度，降低或避免其他需要更高温度的层积方法导致的核心材料的高温还原现象。

包括上述复合材料的锂离子电池安全性好、循环寿命长、高温稳定性好。

具体实施方式