專(zhuān)利名稱(chēng)：：鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鋰離子電機(jī)正極材料研究制備
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料的設(shè)計(jì)及其制備方法。
背景技術(shù)：
：鋰離子電池正極材料是一種具有宿主結(jié)構(gòu)的化合物，能夠在較大的組成范圍內(nèi)允許鋰離子可逆地脫出和嵌入。較為常見(jiàn)的正極材料是一些過(guò)渡金屬的氧化物，如LiCo02、LiNi02及LiMn204等。LiCo02已經(jīng)商品化，但其價(jià)格過(guò)高，毒性較大；LiNi02的合成比較困難；LiM化04則存在理論容量低、循環(huán)性能較差的缺點(diǎn)。因此，電池界在不斷地開(kāi)發(fā)新型的正極材料。含有聚陰離子，如S042—、P043—或As0/—的化合物目前受到了廣泛的關(guān)注，大有取代上述幾種氧化物材料之勢(shì)。尤其是橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFeP04，因其具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，如來(lái)源豐富、價(jià)格低廉、無(wú)毒等，成為鋰離子電池正極材料研究中的熱點(diǎn)。LiFeP04的理論容量相對(duì)較高(170mAh/g)，在全充電狀態(tài)下有良好的熱穩(wěn)定性、較小的吸濕性和優(yōu)良的充放電循環(huán)性能。改性后的該材料將有可能使鋰電池突破目前的存儲(chǔ)容量和電能極限，進(jìn)而促進(jìn)體積更小巧、更輕便，使用時(shí)間更長(zhǎng)久的手機(jī)和筆記本電腦等產(chǎn)品的問(wèn)世，成為電池行業(yè)的分水嶺。目前使用的以LiCo02為主的鋰離子電池正極材料，其特點(diǎn)是放電平臺(tái)平穩(wěn)，生產(chǎn)技術(shù)成熟，循環(huán)性能好，可靠性高等。而正在開(kāi)發(fā)的鋰離子電池下一代材料包括LiFeP(VLiMnP04，LiCoP04，尖晶石結(jié)構(gòu)錳酸鋰，富鋰LiMn02_Li2Mn03-LiCo02層狀固溶體系列等，這些材料的特點(diǎn)是放電電壓平臺(tái)特別平穩(wěn)。平穩(wěn)的放電電壓平臺(tái)保證了電池容量在使用中可以充分被利用，然而造成電池的容量難以判斷。目前商業(yè)化鋰離子電池的容量判斷常采用的辦法是配套電子控制線路，由控制電路記憶并判斷電池的荷電狀態(tài)。例如在微型電腦的鋰離子電池中廣泛采用該技術(shù)。如果是動(dòng)力電池，例如電動(dòng)車(chē)等設(shè)備，降低電池生產(chǎn)成本，簡(jiǎn)化成品電池的電子控制電路十分有必要，由于控制電路的成本占電池總成本的1520%，簡(jiǎn)化控制電路才能使更多的客戶(hù)能夠接受。目前最簡(jiǎn)便的判斷荷電狀態(tài)的辦法就是電池的電壓。對(duì)于客戶(hù)來(lái)說(shuō)，能夠在某一荷電態(tài)時(shí)電池顯示電壓劇烈變化，并在此之后電池仍然能夠保證電動(dòng)車(chē)運(yùn)行一段距離(例如2公里)達(dá)到充電站，是十分重要的，也是方便的。此外，充電過(guò)程也是如此。例如，對(duì)于LiCo02來(lái)說(shuō)，由于其充電電壓變化緩慢，因此，設(shè)定在4.2V的中止電壓常常導(dǎo)致不能充滿電?，F(xiàn)有技術(shù)中，目前使用的鋰離子電池正極材料包括LiCo(^，尖晶石錳酸鋰等，一般均使用單一成份，即使是多元成分混合使用，這些成分的放電電壓平臺(tái)相差也不大；而且由于采用的正極材料放電電壓平坦，當(dāng)放電電壓出現(xiàn)明顯向下跳躍時(shí)，電池已經(jīng)沒(méi)有電量；充電時(shí)，由于受到LiCo02和尖晶石錳酸鋰充電機(jī)理的限制(即不是正極中所有的鋰都可以參與充電)，只能采取認(rèn)為控制充電截止電壓的辦法充電，這樣的優(yōu)點(diǎn)是保障了循環(huán)壽命，但3是缺點(diǎn)是電池不能快速充電，否則很難充到額定容量。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池容量難以判斷以及充電時(shí)難以充滿，放電出現(xiàn)突變時(shí)基本沒(méi)有電量而不能滿足電動(dòng)車(chē)用戶(hù)的需求等問(wèn)題。為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的這些問(wèn)題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是—種鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料，其特征在于所述混合正極材料包括三種正極材料組分形成的多相混合物，且三種正極材料組分相對(duì)于有機(jī)溶劑中的金屬鋰的放電電壓平臺(tái)分別在3.0-3.7V、3.9-4.4V和4.5_5.IV范圍。優(yōu)選的，所述放電電壓平臺(tái)在3.0-3.7V的正極材料組分為一種或一種以上的選自LiFeP04，LiMi02的正極材料；其中LiMi02代表基于LiMn02、Li2Mn03、LiM102的富鋰層狀化合物，M1選自Co、Ni、Al過(guò)渡金屬元素及其組合。優(yōu)選的，所述放電電壓平臺(tái)在3.9-4.4V的正極材料組分為一種或一種以上的選自LiMnP04、LiCo02、LiNi02、LiM02、尖晶石結(jié)構(gòu)的Li1+aMn2+s04+e的正極材料，其中M選自?xún)煞N以上的Co、Ni、Al、Mg元素；-O.5<a，p，S<0.5。優(yōu)選的，所述放電電壓平臺(tái)在4.5-5.IV的正極材料組分為一種或一種以上的選自LiCoP04、LiMnnMl2—n04+k的正極材料；其中，M1選自Co、Ni、Al過(guò)渡金屬元素及其組合，0.8<n<1.5，-0.5<k<0.5。優(yōu)選的，所述三種正極材料組分按其在混合成分中的相對(duì)摩爾百分含量計(jì)算，放電電壓平臺(tái)在3.0-3.7V和4.5-5.IV的正極材料組分比例小于50%;放電電壓平臺(tái)在3.9-4.4V的組分比例大于50%。優(yōu)選的，所述多相混合物為多種化合物(包括單相化合物或多相復(fù)合物)的簡(jiǎn)單機(jī)械混合物或多組分混合物，或一步合成的固溶體混合物或一步合成的雜相混合物。優(yōu)選的，所述混合正極材料為三平臺(tái)混合正極材料，包括LiFeP04、LiMnP04、LiCoP04三種正極材料組分。本發(fā)明的另一目的在于提供一種制備鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料的方法，其特征在于所述方法包括分別將三平臺(tái)混合正極材料的各種正極材料組分高溫合成制備后機(jī)械混合的步驟或三平臺(tái)混合正極材料的各種正極材料組分機(jī)械混合后進(jìn)行高溫合成一步制備的步驟。本發(fā)明制備鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料時(shí)，可以采用包括高溫固相合成方法，化學(xué)液相合成以及物理的方法合成混合正極材料；固相合成產(chǎn)物主要是由含有Ni、Co、Mn的過(guò)渡金屬氧化物或氧化物前驅(qū)體(包括碳酸鹽、氫氧化物等)，與含鋰化合物混合均勻后，在高溫下直接燒結(jié)得到的產(chǎn)物。化學(xué)液相合成方法主要步驟包括前驅(qū)體的制備，混鋰和燒結(jié)三步。一般，先從可溶性金屬鹽溶液中共沉淀出氫氧化物或碳酸鹽的共沉淀前驅(qū)體，把前驅(qū)體與鋰鹽混合均勻后，在高溫下燒結(jié)，制備鎳鈷錳酸鋰。該方法的關(guān)鍵在于前驅(qū)體的制備，在共沉淀過(guò)程中，要很好的控制pH值、溫度、流動(dòng)條件、濃度和其他影響產(chǎn)物晶體結(jié)構(gòu)、純度和物理性能的因素。本發(fā)明為了滿足在充電過(guò)程中荷電狀態(tài)達(dá)到某一數(shù)值電壓發(fā)生突變，并且在突變以后仍能夠允許充入一定數(shù)量的電量的具體技術(shù)要求，通過(guò)對(duì)鋰離子電池正極材料的組成進(jìn)行設(shè)計(jì)，本發(fā)明技術(shù)方案中采用三平臺(tái)正極材料的設(shè)計(jì)，主要包括C1、C2、C3三種正極材料，CI代表放電電壓平臺(tái)在3.7-3.0V之間的正極材料(電壓指相對(duì)于有機(jī)溶劑中的金屬鋰而言)，或者是該材料的放電電壓平臺(tái)有部分在3.7-3.OV之間；C2代表放電電壓平臺(tái)在3.9-4.4V之間的正極材料；C3代表放電電壓平臺(tái)在4.5_5.IV范圍的正極材料，這樣的組成設(shè)計(jì)，對(duì)于電池的安全性具有很大的實(shí)際意義。Cl、C2和C3代表三類(lèi)具有不同放電電壓平臺(tái)的材料，其中，Cl可以是LiFeP(VLiMi02材料中的一種或幾種的混合物，可以是簡(jiǎn)單的機(jī)械混合，也可以是一步合成的多相組成復(fù)合物，其中LiMi02代表基于LiMn02，Li2Mn03，LiM102(Ml可以是Co，Ni，Al，Cr等過(guò)渡金屬元素的一種或多種)的富鋰層狀化合物；C2可以是LiMnP(VLiCo02，LiNi02，LiM02(M是Co，Ni，Al，Mg中的兩種或者多種元素)，尖晶石結(jié)構(gòu)的LUrvs(Ve材料中的一種或多種，可以是各個(gè)化合物的簡(jiǎn)單機(jī)械混合物，也可以是直接合成的多相復(fù)合物.其中-0.5<a，S，|3<0.5^PLi1+aMn2+s04+e代表各種尖晶石結(jié)構(gòu)的組成，如化學(xué)計(jì)量比尖晶石LiMn204，富氧富鋰尖晶石，欠氧富鋰尖晶石等；C3可以是LiCoP04，LiMnnM2—n04+k中的一種或者幾種，其中，M可以是Co，Ni，Al等過(guò)渡金屬元素的一種或者幾種，0.8<n<1.5，-0.5<k<0.5。如果假設(shè)x，y，z的數(shù)值代表Cl、C2、C3三種成分在混合成分中的各自相對(duì)摩爾百分含量，則y>0.5，對(duì)應(yīng)的組分C2是正極材料的主體成份，x+z<0.5，且x>0，z>0;也可以依客戶(hù)對(duì)電池性能的要求而改變組分的含量。組分中可以是一種單相化合物，可以是多種化合物的簡(jiǎn)單機(jī)械混合物，也可以是一種一步合成的具有多相組成的復(fù)合物。對(duì)于Cl組份，可以是先分別合成LiFeP04和LiMn02、Li2Mn03、LiM102，然后再將兩種材料通過(guò)機(jī)械混合方法(例如球磨)混合制成；也可以是一步直接合成具有hLiFeP04、jLiMn02、kLi2Mn03、mLiM102(其中h，j，k，m是對(duì)應(yīng)組成在總組成中的摩爾百分含量，0<h，j，k，m<l，h+j+k+m=1)的復(fù)合材料，該材料可以是單相的組成，也可以是多相組成。對(duì)于C2組份，可以是分別合成的LiNi02和LiCo02的機(jī)械混合，也可以是按照LiNixC0l—x02直接合成的復(fù)合材料。其中放電平臺(tái)是指在放電曲線的兩個(gè)拐點(diǎn)電壓的中間值或拐點(diǎn)電壓的范圍。如第一個(gè)拐點(diǎn)為3.8V，第二個(gè)拐點(diǎn)為3.6V，那么，其放電平臺(tái)為3.7V，或者表示為該電池的放電平臺(tái)為3.6V3.8V，用范圍值來(lái)表示。本發(fā)明技術(shù)方案中正極材料按照放電電壓平臺(tái)可以劃分成三類(lèi)，一類(lèi)電壓平臺(tái)在3.0-3.7V，一類(lèi)在3.9-4.4V，還有一類(lèi)在4.5-5.2V。其中主要放電平臺(tái)是平臺(tái)2，對(duì)應(yīng)的容量占總?cè)萘康?0%以上，它提供鋰離子電池工作用的主要能源。其中LiMi02代表基于LiMn02，Li2Mn03，LiM102(Ml可以是Co，Ni，Al，Cr等過(guò)渡金屬元素的一種或多種)的富鋰層狀化合物；LiMnnM2—n04+k中，M可以是Co，Ni，Al等過(guò)渡金屬元素的一種或者幾種，O.8<n<1.5，-0.5<k<0.5。該組成中平臺(tái)1主要是LiMnnM2—n04+k，平臺(tái)2主要對(duì)應(yīng)LiMnP04，平臺(tái)3則與LiMi02對(duì)應(yīng)，如圖1所示。LiMnnM2—n04+k的合成可以采用高溫方法合成。本發(fā)明混合正極材料的組成樣品，可以是分別合成，然后再機(jī)械混合(稱(chēng)為多組分)；也可以是一步合成雜相混合物，或者是固溶體(稱(chēng)為單組分)。無(wú)論本發(fā)明的電極材料是多組分或者單組分混合物，都是多相混合物。可以是各相化合物單獨(dú)合成然后機(jī)械混5合在一起，也可以是直接合成具有多相組成的固溶體或者雜相化合物。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)中的方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.本發(fā)明技術(shù)方案通過(guò)至少包括三種正極材料組分形成放電電壓平臺(tái)分別在3.0-3.7V、3.9-4.4V和4.5_5.IV范圍；放電時(shí)，電壓的突躍性變化可以清楚地顯示出電池的荷電態(tài)度變化，提醒電動(dòng)車(chē)客戶(hù)電池需要充電，而且，電壓突躍后的放電平臺(tái)3.0-3.7V還可以提供少量電量，用于保證電動(dòng)車(chē)等類(lèi)似設(shè)備仍然可以運(yùn)行一段距離到達(dá)充電站；電壓平臺(tái)3.0-3.7V對(duì)應(yīng)的容量可以依據(jù)充電站的分布，客戶(hù)的需要而設(shè)計(jì)C3組分的含量。2.本發(fā)明優(yōu)選技術(shù)方案中采用三放電平臺(tái)的設(shè)計(jì)，保證充電時(shí)，電壓平臺(tái)3.9-4.4V到電壓平臺(tái)3.0-3.7V的電壓突躍可以簡(jiǎn)單提醒電池的充電狀態(tài)，平臺(tái)3.0_3.7V對(duì)應(yīng)的容量可以起到保護(hù)電池免于過(guò)充電，增加電池安全性；同時(shí)可以簡(jiǎn)化用于控制電池荷電態(tài)的電子線路.在成品電池中，控制電路占據(jù)總成本的15-20%。因此，三平臺(tái)設(shè)計(jì)可以明顯降低電池的成本。3.本發(fā)明優(yōu)選技術(shù)方案中，三平臺(tái)優(yōu)選設(shè)計(jì)為L(zhǎng)iFeP04、LiMnP04、LiCoP04組成，還可以充分利用LiFeP04和LiMnP04相的荷電容量，不僅可以具有大容量的特點(diǎn)，和純的LiFeP04相比，還具有高的比能量的優(yōu)勢(shì)。并且三種成分的結(jié)晶結(jié)構(gòu)相同，可以一步合成單相組成的橄欖石固溶體產(chǎn)品，具有材料制備設(shè)備更加簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)。綜上所述，本發(fā)明基于單放電平臺(tái)材料的組合，使電極具有三放電平臺(tái)的特性；通過(guò)至少包括三種正極材料組分形成放電電壓平臺(tái)分別在3.0-3.7V、3.9-4.4V和4.5_5.IV范圍的正極材料設(shè)計(jì)，使得本發(fā)明得到的多平臺(tái)混合正極材料可以顯示荷電狀態(tài)，特別是動(dòng)力鋰離子電池荷電狀態(tài)，減少成品電池中使用的控制電路，降低電池成本。下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述圖1為本發(fā)明實(shí)施例1得到混合正極材料的放電曲線示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例3中組分CI的放電曲線示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例3中組分C2的放電曲線示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例3中組分C3的放電曲線示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例3得到的混合三平臺(tái)電極材料的放電曲線示意圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)上述方案做進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例是用于說(shuō)明本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例中采用的實(shí)施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做進(jìn)一步調(diào)整，未注明的實(shí)施條件通常為常規(guī)實(shí)驗(yàn)中的條件。實(shí)施例1Li(Fe，Mn，Co)P04三平臺(tái)混合正極材料及其制備組成設(shè)計(jì)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>制備方法分別將FeC2042H20(AR)、(NH4)2HP04(AR)、Li2C03(AR)按化學(xué)計(jì)量比稱(chēng)取。將原料混合后放入坩堝中研磨IO分鐘，然后加人丙酮混合均勻，經(jīng)球磨機(jī)球磨8h。待丙酮蒸發(fā)后，將混合好的原料放人程控電爐中于40(TC下恒溫4h進(jìn)行預(yù)燒處理。然后取出再次研磨，在65(TC下燒結(jié)18h。預(yù)燒和燒結(jié)過(guò)程均在惰性氣氛下進(jìn)行。LiMnP04和LiCoP04的制備按照如上步驟進(jìn)行；制備得到的LiFeP04、LiMnP04和LiCoP04進(jìn)行機(jī)械混合得到所需的Li(Fe，Mn，Co)P04三平臺(tái)混合正極材料本實(shí)施例得到的正極材料經(jīng)充放電實(shí)驗(yàn)證實(shí)，具有如圖1所示的恒電流放電曲線特征。圖1中，正極材料組成中其放電平臺(tái)1對(duì)應(yīng)的是C3組成，相應(yīng)的容量是容量1;放電平臺(tái)2對(duì)應(yīng)正極材料主體成分C2，相應(yīng)的容量是容量2;同樣，放電平臺(tái)3對(duì)應(yīng)組成Cl，相應(yīng)的容量是容量3。在上述組成中，主體成分具有的容量在總?cè)萘恐姓加械谋壤?0%以上。實(shí)施例2Li(Fe，Mn，Co)P04三平臺(tái)混合正極材料及其制備組成設(shè)計(jì)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>將MnC2042H20(AR)、CoC2042H20(AR)、FeC2042H20(AR)、(NH4)2HP04(AR)、Li2C03(AR)按化學(xué)計(jì)量比稱(chēng)取。坩堝中研磨，然后加入丙酮混合后，在氬氣氣氛下預(yù)燒4小時(shí)，溫度400度；然后取出樣品，再次研磨，然后再在800煅燒。上述得到的樣品是LiFeP(^、LiMnP04和LiCoP04的固溶體，直接作為電極材料時(shí)，也具有如圖1所示的電極放電曲線特征，主體成分是LiMnP(V其放電平臺(tái)對(duì)應(yīng)平臺(tái)2。實(shí)施例3LiMi02+LiMnP04+LiMnnM2—n(Vk三平臺(tái)混合正極材料及其制備<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>其中LiMnnM2—n04+k的制備是按如下步驟進(jìn)行Li2C03、Mn02和CoO粉末研磨，然后加入適量的抗壞血酸繼續(xù)研磨10分鐘，然后在800度燒結(jié)12小時(shí)；LiMnP04的合成如實(shí)施例1所述；LiMi02的制備采用經(jīng)典的高溫合成方法，Li[LixNiyMnzCOlCrmAlp]02(其中0《x，y，1，m，p《0.3，0.3《z《0.7)的組成，按照相應(yīng)的化學(xué)計(jì)量比稱(chēng)量對(duì)應(yīng)的金屬醋酸鹽，以及1^20)3，然后研磨IO分鐘，再加入乙二醇研磨10分鐘，然后首先400度煅燒4小時(shí)，再在850度煅燒12小時(shí)，即可。以上獲得的材料混合后機(jī)械研磨后得到混合正極材料。經(jīng)試驗(yàn)，測(cè)得的各自組分和混合正極材料其放電曲線如圖25所示；從圖2中可以看出，組分C1的放電曲線，其放電平臺(tái)為平臺(tái)3，同時(shí)，它對(duì)容量1和容量2均有貢獻(xiàn)；圖3中，組分C2具有單平臺(tái)放電曲線，在圖3大致標(biāo)識(shí)了組分Cl和C3的平臺(tái)位置；圖4中，組分C3具有以下放電曲線特征具有雙平臺(tái)特征，平臺(tái)1對(duì)容量1貢獻(xiàn)，平臺(tái)2對(duì)容量2貢獻(xiàn)，在圖中標(biāo)識(shí)了組分C1的第三平臺(tái)位置。從圖5可知，該三平臺(tái)正極材料類(lèi)似于實(shí)施例1中三平臺(tái)，但是略有傾斜，其中平臺(tái)1對(duì)應(yīng)容量1，對(duì)應(yīng)C3組成，放電平臺(tái)2對(duì)應(yīng)正極材料主體成分C2，相應(yīng)的容量是容量2;同樣，放電平臺(tái)3對(duì)應(yīng)組成C1，相應(yīng)的容量是容量3。此時(shí)組成Cl對(duì)平臺(tái)1和平臺(tái)2均有容量貢獻(xiàn)，但是主要還是利用其平臺(tái)3的特性，它對(duì)容量1和容量2的貢獻(xiàn)屬于額外貢獻(xiàn)。對(duì)于組成C3，主要利用其平臺(tái)1的特性，同時(shí)對(duì)平臺(tái)2的容量也有所貢獻(xiàn)，處于三平臺(tái)的設(shè)計(jì)需要，主要利用其平臺(tái)1的特性，其對(duì)平臺(tái)2的容量貢獻(xiàn)屬于額外利用。上述實(shí)例只為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人是能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。8權(quán)利要求一種鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料，其特征在于所述混合正極材料包括三種正極材料組分形成的多相混合物，且三種正極材料組分相對(duì)于有機(jī)溶劑中的金屬鋰的放電電壓平臺(tái)分別在3.0-3.7V、3.9-4.4V和4.5-5.1V范圍。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料，其特征在于所述放電電壓平臺(tái)在3.0-3.7V的正極材料組分為一種或一種以上的選自LiFeP04，LiMi02的正極材料；其中LiMi02代表基于LiMn02、Li2Mn03、LiM102的富鋰層狀化合物，Ml選自Co、Ni、Al過(guò)渡金屬元素及其組合。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料，其特征在于所述放電電壓平臺(tái)在3.9-4.4V的正極材料組分為一種或一種以上的選自LiMnP04、LiCo02、LiNi02、LiMO"尖晶石結(jié)構(gòu)的Li1+aMn2+s04+e的正極材料，其中M選自?xún)煞N以上的Co、Ni、Al、Mg元素；a，P，S均大于-0.5，且均小于0.5。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料，其特征在于所述放電電壓平臺(tái)在4.5-5.IV的正極材料組分為一種或一種以上的選自LiCoP04、LiMnnMl2—n04+k的正極材料；其中，M1選自Co、Ni、Al過(guò)渡金屬元素及其組合；0.8<n<1.5，-0.5<k<0.5。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料，其特征在于所述三種正極材料組分按其在混合成分中的相對(duì)摩爾百分含量計(jì)算，放電電壓平臺(tái)在3.0-3.7V和4.5-5.1V的正極材料組分比例小于50X;放電電壓平臺(tái)在3.9-4.4V的組分比例大于50%。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料，其特征在于所述多相混合物為多種化合物的多組分的簡(jiǎn)單機(jī)械混合物或一步合成的固溶體混合物或一步合成的雜相混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料，其特征在于所述混合正極材料為三平臺(tái)混合正極材料，包括LiFeP04、LiMnP04、LiCoP04三種正極材料組分。8.—種制備權(quán)利要求1所述的鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料的方法，其特征在于所述方法包括分別將三平臺(tái)混合正極材料的各種正極材料組分高溫合成制備后機(jī)械混合的步驟或三平臺(tái)混合正極材料的各種正極材料組分機(jī)械混合后進(jìn)行高溫合成一步制備的步驟。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子電池用三平臺(tái)混合正極材料，其特征在于所述混合正極材料包括三種正極材料組分形成的多相混合物，且三種正極材料組分相對(duì)于有機(jī)溶劑中的金屬鋰的放電電壓平臺(tái)分別在3.0-3.7V、3.9-4.4V和4.5-5.1V范圍。該正極材料基于單放電平臺(tái)材料的組合，使電極具有三放電平臺(tái)的特性；可以顯示荷電狀態(tài)，特別是動(dòng)力鋰離子電池荷電狀態(tài)，減少成品電池中使用的控制電路，降低電池成本。文檔編號(hào)H01M4/139GK101714629SQ200910186470公開(kāi)日2010年5月26日申請(qǐng)日期2009年11月10日優(yōu)先權(quán)日2009年11月10日發(fā)明者徐艷輝,李德成,汝坤林,鄭軍偉,鞠華申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)