[发明专利]二次电池用正极材料的制造方法

说明书

本发明提供一种二次电池用正极材料的制造方法，以生产具碳包覆且含氟的二次电池用正极材料。制造方法包括步骤：(a)提供一具碳包覆的前驱物与一含碱金属的氟化物，形成一二次颗粒；(b)提供一密闭系统，具有一容置空间，且于容置空间内填入二次颗粒，其中二次颗粒于容置空间的体积填充率大于30％以上；以及(c)于一非氧化环境中，以300℃至900℃的温度进行热处理，以产生正极材料。透过密闭系统以体积填充率大于30％生产具碳包覆且含氟的二次电池用正极材料，可获致单一晶相，有助于提升产品转化率及生产效率，避免材料的浪费或造成环境污染的问题。

技术领域

本发明关于一种电池材料，尤指一种二次电池用正极材料的制造方法，以生产具碳包覆且含氟的二次电池用正极材料。

背景技术

二次电池用正极材料影响二次电池性能的主要材料。目前市场上针对二次电池用正极材料，已提出许多不同的改良方案。以磷酸氟锂钒(LiVPO₄F)材料为例，作为锂二次电池用正极材料为例，由于磷酸氟锂钒(LiVPO₄F)正极材料具备高工作电压特性，有助于锂二次电池达成高电容量、高放电功率、极佳长循环寿命，同时提升热稳定性与高温性能等。此外，更有于磷酸氟锂钒(LiVPO₄F)的表面形成碳包覆的技术，以进一步提升磷酸氟锂钒(LiVPO₄F)正极材料的特性。

然而在实际生产制程中，磷酸氟锂钒(LiVPO₄F)于碳包覆处理时易一并形成其他例如磷酸钒锂(Li₃V₂(PO₄)₃)的杂相，而无法获致单一纯相具碳包覆的磷酸氟锂钒(LiVPO₄F/C)正极材料，进而影响后续电池应用的特性。

有鉴于此，实有必要提供一种二次电池用正极材料的制造方法，以生产具碳包覆且含氟的二次电池用正极材料，并解决现有技术所面临的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种二次电池用正极材料的制造方法，以生产具碳包覆且含氟的二次电池用正极材料。透过密闭系统生产具碳包覆且含氟的二次电池用正极材料，有助于提升产品转化率及生产效率，避免材料的浪费或造成环境污染的问题。整个生产过程工艺简单，生产成本低。所得具碳包覆且含氟的二次电池用正极材料，于X-射线绕射分析(X-ray diffraction analysis,XRD)分析中，具有单一晶相，有助于二次电池达成高电容量、高放电功率、极佳长循环寿命，同时提升热稳定性与高温性能等。

本发明的另一目的在于提供一种二次电池用正极材料的制造方法，以生产具碳包覆且含氟的二次电池用正极材料。于密闭系统热处理时，具碳包覆的前驱物与含碱金属的氟化物的二次颗粒的体积填充率大于30％以上，即可获致具单一纯相的具碳包覆且含氟的二次电池用正极材料，避免材料的浪费或造成环境污染的问题。此外，随着具碳包覆的前驱物与含碱金属的氟化物的二次颗粒的体积填充率增加，除了确保可获致单一纯相的具碳包覆且含氟的二次电池用正极材料外，更增加生产效率，有效降低生产成本。

本发明的再一目的在于提供一种二次电池用正极材料的制造方法，以生产具碳包覆且含氟的二次电池用正极材料。于密闭系统热处理具碳包覆的前驱物与含碱金属的氟化物的二次颗粒时，更可通过添加含氟化合物，提升产品转化率及生产效率。

为达前述目的，本发明提供一种二次电池用正极材料的制造方法：(a)提供一具碳包覆的前驱物与一含碱金属的氟化物，形成一二次颗粒；(b)提供一密闭系统，具有一容置空间，且于该容置空间内填入该二次颗粒，其中该二次颗粒于该容置空间的体积填充率大于30％以上；以及(c)于一非氧化环境中，以300℃至900℃的温度进行热处理，以产生该正极材料。