[发明专利]富锂氧化物的合成工艺及含该富锂氧化物的锂离子电池

权利要求书

1.富锂氧化物的合成工艺，其特征在于，具体合成过程如下：

步骤1：称取适量摩尔比的锂源、铁源，将它们分散在去离子水中，待完全溶解后称取适量的有机碳源加入到上述溶液中；

步骤2：将步骤1的溶液在80℃下搅拌直至形成溶胶；

步骤3：将步骤2所得溶胶喷雾干燥得到球形前驱体粉末，随后将前驱体粉末在惰性气体氛围下煅烧一定时间，随炉冷却得到核壳结构的富锂氧化物Li₅FeO₄/C。

2.根据权利要求1所述的富锂氧化物的合成工艺，其特征在于，所述步骤1中锂源为氢氧化锂、碳酸锂、乙酸锂、硼酸锂、偏硼酸锂、乳酸锂、硝酸锂、草酸锂、氧化锂中的一种或几种；铁源为硝酸铁、硝酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁、硫酸铁、硫酸亚铁、柠檬酸铁中的一种或几种；有机碳源为聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚吡咯、脂肪醇聚氧乙烯醚、蔗糖、葡萄糖、柠檬酸、抗坏血酸和聚氧乙烯脂肪酸酯中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的富锂氧化物的合成工艺，其特征在于，所述步骤1中锂源中的Li和铁源中的Fe的摩尔比为5.0-6.5:1, 有机碳源与铁源质量比为0.5-2:1。

4.根据权利要求1所述的富锂氧化物的合成工艺，其特征在于，所述步骤3中喷雾干燥的进风温度为150-250℃，出风温度为80-150℃；惰性气体为氩气、氦气、氖气中的一种或几种；煅烧温度为600-1000℃，煅烧时间为18-96h。

5.根据权利要求1所述的富锂氧化物的合成工艺，合成的富锂氧化物应用于锂离子电池中，其特征在于，该锂离子电池通过如下工艺过程制备：

第一步:将正极活性材料、Li₅FeO₄/C添加剂、导电剂和粘结剂加入到溶剂中混合均匀经后续处理得到锂离子电池正极极片；

第二步：将负极活性材料、导电剂、分散剂和SBR加入到溶剂中混合均匀经后续处理得到锂离子电池负极极片；

第三步：再将负极极片、隔膜、正极极片按顺序叠放，注入电解液封装后组装成5 Ah的动力软包电池；

第四步：将第三步中制备的动力软包电池进行化成处理后，对其进行倍率和循环寿命测试。

6.根据权利要求5所述的富锂氧化物的合成工艺，其特征在于，所述第一步中正极活性材料为镍钴锰酸锂523、镍钴锰酸锂622、镍钴锰酸锂811、磷酸铁锂、钴酸锂或锰酸锂中的一种；导电剂为乙炔黑或科琴黑；粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺中的一种或几种；溶剂为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、二甲基亚砜、四氢呋喃、丙酮中的一种或几种。

7.根据权利要求5所述的富锂氧化物的合成工艺，其特征在于，所述第一步中正极活性材料、Li₅FeO₄/C、导电剂、粘结剂的质量比为94-85:1-15:3-4:2-3。

8.根据权利要求5所述的富锂氧化物的合成工艺，其特征在于，所述第二步中负极活性材料为天然石墨或人造石墨；导电剂为炭黑、石墨中的一种或几种；分散剂为羧甲基纤维素、羧丙基甲基纤维素、甲基纤维素或它们的碱金属盐中的一种或几种；碱金属为Na、K、Li中的一种；并且负极活性材料、导电剂、分散剂、SBR的质量比为95.8-94.5:1-1.5:1.2-1.5:2.0-2.5。

9.根据权利要求5所述的富锂氧化物的合成工艺，其特征在于，所述第三步中隔膜是由聚烯烃构成的多孔薄膜的单层体或叠层体或者隔膜是由选自纤维素、聚酯及聚丙烯中的至少一种构成材料构成的纤维无纺布。

10.根据权利要求5所述的富锂氧化物的合成工艺，其特征在于，所述第四步中化成处理过程为以0.2C电流充电至3.5-3.85V，稳压处理12-24h；循环寿命测试过程为第一次充电采用0.2-0.5C进行恒流充电，截止电压为3.95-4.2V，第一次放电采用1-5C进行恒流放电，截止电压为2.0-2.5V，第二次充电采用1-5C进行恒流充电，截止电压为3.65-4.2V，第二次放电采用1-5C进行恒流放电，截止电压为2.0-2.5V。