專利名稱：一種正極材料以及它的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與電池正極材料有關(guān)，特別的，與使用在電動(dòng)工具、消費(fèi)性電子、電動(dòng)車的鋰離子電池的正極材料有關(guān)，例如磷酸亞鐵鋰(化學(xué)式=LiFePO4)。
背景技術(shù)：
鋰離子電池是指其中的鋰離子(Li+)嵌入和脫嵌正負(fù)極材料的一種可充放電的電池，其正極一般采用嵌鋰化合物，如層狀晶體結(jié)構(gòu)的鈷酸鋰(LiCoO2)、鎳酸鋰(LiNiO2)與尖晶石晶體結(jié)構(gòu)的錳酸鋰(LiMn2O4)15充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入到負(fù)極，同時(shí)電子的補(bǔ)償電荷從外部電路供給到負(fù)極；放電時(shí)則相反，Li+從負(fù)極脫嵌，經(jīng)過(guò)電解質(zhì)嵌入到正極材料。LiFePO4 —般采用高溫固相合成、化學(xué)共沈淀等制備方法合成，其中一般高溫固相合成采用將鋰(Li)化合物、鐵(Fe)化合物與磷酸(PO4)化合物混合、加壓成型后，放入燒結(jié)爐，以攝氏550至1200度的溫度燒結(jié)合成LiFePO4粉體；而一般化學(xué)共沈淀則將鋰(Li) 化合物、鐵(Fe)化合物與磷酸(PO4)化合物加入溶液中反應(yīng)，再經(jīng)過(guò)干燥后得到Lii^ePO4粉體。在制備的LiFePO4正極材料中，隨純度提升，LiFePO4粉體的硬度越高，機(jī)械加工越不易，較不易將粉體磨碎，無(wú)法有效控制Lii^ePO4W顆粒尺寸，容易出現(xiàn)過(guò)大的顆粒，若篩粉步驟有遺漏，過(guò)大的粉體顆粒會(huì)導(dǎo)致制作的電池短路。這就需要提供一種新的制備方法，在提高純度的情況下容易進(jìn)行機(jī)械加工，容易獲得需要顆粒尺寸大小，而不讓顆粒過(guò)大。

發(fā)明內(nèi)容
一方面，本發(fā)明提供一種正極材料，如下通式LiMgyFePO4,其中0.002妄y妄0. 05。另一方面，本發(fā)明提供一種制備正極材料的方法，該方法包括1、提供鐵源、鋰源、磷源、氧源的化合物的混合物質(zhì)；2、對(duì)混合物質(zhì)進(jìn)行燒結(jié)，在燒結(jié)過(guò)程前或燒結(jié)過(guò)程中加入鎂元素，其中，在燒結(jié)過(guò)程中讓部分或全部的鎂元素?fù)]發(fā)掉。在一些優(yōu)選的方式中，通過(guò)加入鎂元素后先讓其與其它化合物或元素反應(yīng)形成含鎂的化合物，然后通過(guò)燒結(jié)讓鎂元素全部或部分從化合物或晶體中揮發(fā)，這樣讓晶體的硬度降低，容易研磨，從而可有效控制結(jié)晶顆粒的尺寸，不會(huì)讓顆粒尺寸過(guò)大。在一些具體的方式中，該方法包括1、對(duì)提供鐵源、鋰源、磷源、氧源的混合物質(zhì)進(jìn)行燒結(jié)；2、再在步驟1的產(chǎn)物中加入鎂源物質(zhì)后，再進(jìn)行燒結(jié)除去部分或全部鎂元素。在一些優(yōu)選的方式中，在步驟1中，以攝氏溫度150度至400度，經(jīng)2-8小時(shí)燒結(jié)。更優(yōu)選的， 步驟1的燒結(jié)是在真空環(huán)境下進(jìn)行的。優(yōu)選的，步驟2的燒結(jié)步驟可以分為步驟(3)、對(duì)步驟(2)的產(chǎn)物(加入了鎂源后)在還原(氫氣)或惰性氣氛(氮?dú)饣驓鍤?中，以攝氏450 度至600度燒結(jié)，經(jīng)4-M小時(shí)，使成為半成品，使原料反應(yīng)并移除反應(yīng)廢棄物(如氨氣、二氧化碳等)，并讓鎂與其它物質(zhì)進(jìn)行反應(yīng)。優(yōu)選的，在步驟(3)后還可以包括步驟(4):讓步驟(3)的產(chǎn)物在還原(氫氣)或惰性氣氛(氮?dú)饣驓鍤?中，以攝氏600度至1200度燒結(jié)， 經(jīng)4-M小時(shí)，使材料結(jié)晶成顆粒，同時(shí)讓鎂元素?fù)]發(fā)后成為最后產(chǎn)物。在另一些具體的方式中，該方法包括1、提供鐵源、鋰源、磷源、氧源和鎂源物質(zhì)進(jìn)行混合；2、對(duì)混合物進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)步驟為 燒結(jié)步驟1 先對(duì)混合物以攝氏溫度150 度至400度燒結(jié)，經(jīng)2-8小時(shí)； 燒結(jié)步驟2 然后再讓燒結(jié)步驟1的的產(chǎn)物在還原(氫氣)或惰性氣氛(氮?dú)饣驓鍤?中，以攝氏450度至600度燒結(jié)，經(jīng)4-M小時(shí)，使成為半成品并讓鎂與其它化合物進(jìn)行反應(yīng)形成含鎂的化合物；燒結(jié)步驟3 最后讓燒結(jié)步驟2的產(chǎn)物在還原(氫氣)或惰性氣氛(氮?dú)饣驓鍤?中，以攝氏600度至1200度燒結(jié)，經(jīng)4-M 小時(shí)，使材料結(jié)晶成顆粒，成為最后產(chǎn)物?？蛇x的，燒結(jié)步驟為燒結(jié)步驟1 先對(duì)混合物以攝氏溫度150度至400度燒結(jié)，經(jīng) 2-8小時(shí)；燒結(jié)步驟2、然后再讓燒結(jié)步驟1的的產(chǎn)物在還原(氫氣)或惰性氣氛(氮?dú)饣驓鍤?中，以攝氏450度至1200度燒結(jié)，經(jīng)4- 小時(shí)，使材料結(jié)晶成顆粒，成為最后產(chǎn)物。 優(yōu)選的，在以上所有燒結(jié)過(guò)程中都處于真空的條件下，可選的，在讓燒結(jié)步驟1處于真空的條件下進(jìn)行。在一些優(yōu)選的方式中，添加鎂(Mg)的含量為5%-0. 2% (摩爾百分比)。在以上所有的實(shí)施一些方式中，讓鐵、鋰、磷、氧元素的莫耳為1 :1 1 :4。在以上所有的方式中，鐵源、鋰源物質(zhì)包括草酸(C2042—)、碳酸(CO/—)根的物質(zhì)； 例如，二價(jià)鐵源化合物選自于草酸亞鐵O^e2C2O4)、三氧化二鐵(Fe2O3)、草酸亞鐵水合物 (Fe2C2O4. 2H20)中的一種或幾種。磷源化合物選自于磷酸二氫氨(NH2PO4)或磷酸二氫銨(NH4H2PO4)中的一種或幾種。例如，碳酸根的二價(jià)鐵源化合物(如!^e2C2O4)、碳酸根的鋰源化合物(如Li2CO3)與磷酸源化合物(如磷酸二氫銨(NH2PO4))等原料進(jìn)行反應(yīng)，制備磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)。有益效果
采用本發(fā)明的方法所生產(chǎn)的LiMgyFePO4粉體產(chǎn)生結(jié)晶的分裂，故容易機(jī)械研磨獲得需要的粉體，并可控制初始結(jié)晶顆粒尺寸在1至5微米且最高不超過(guò)10微米。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1中制備本發(fā)明正極材料的工藝流程圖(磷酸亞鐵鋰)。圖2為本發(fā)明的實(shí)施例3中制備本發(fā)明正極材料的工藝流程圖(磷酸亞鐵鋰)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)舉例說(shuō)明本發(fā)明如何實(shí)施，這些舉例說(shuō)明只是采用有限的例子來(lái)說(shuō)明本發(fā)明如何實(shí)施并不能作為對(duì)本發(fā)明的權(quán)利要求范圍的限制。
實(shí)施例1.實(shí)施例1 加入碳酸鎂而未以真空燒結(jié)。1.1 原料
1.1.1 磷酸二氫氨(NH2PO4)，39. 8 克 1. 1. 2 草酸亞鐵(FeC2O4), 97. 5 克1. 1.3 碳酸鋰(Li2CO3), 8.0 克
1. 1.4 碳酸鎂(MgCO3), 0.4 克
1. 2制備方法，加入中間破壞劑的實(shí)施例(如圖2)
1. 2. 1第一混合步驟，將第1. 1項(xiàng)所述的磷酸二氫氨、草酸亞鐵、碳酸鋰與碳酸鎂經(jīng)混合、研磨成粉體狀的均勻混合物；
1. 2. 2第一燒結(jié)步驟，將第1. 2. 1項(xiàng)原料在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以攝氏溫度250度加溫2小時(shí)， 以約每30分鐘換氮?dú)獾姆绞椒蛛x燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的液體、氣體雜質(zhì)；
1. 2. 3第二燒結(jié)步驟，將第1. 2. 2項(xiàng)產(chǎn)物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，經(jīng)攝氏500度燒結(jié)2小時(shí)，并分離產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)與氨氣(NH3)及氧氣(O2)；
1. 2. 4第三燒結(jié)結(jié)驟，將第1. 2. 3項(xiàng)產(chǎn)物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，經(jīng)攝氏800度燒結(jié)5小時(shí)。1. 2. 5研磨篩粉步驟，將材料研磨、篩選至最終粒徑約在1至10微米的LiMgyFePO4 粉體，y約等于0. 5%。1. 3產(chǎn)物加入碳酸鎂且未以真空燒結(jié)的制備方法，得到化學(xué)式LiMgyFePO4粉體， y=0. 5%，克容量比約為135 mAh/g，且平均粒徑D97約為9微米。3.實(shí)施例3:加入碳酸鎂且未以真空燒結(jié)的制備方法。3. 1 原料
3. 1. 1 磷酸二氫氨(NH2PO4)，43. 8 克
3. 1. 2 草酸亞鐵(FeC2O4), 97. 5 克
3. 1.3 碳酸鋰(Li2CO3), 8. 8 克
3. 1.4 碳酸鎂(MgCO3), 0.5 克
3. 2制備方法，加入中間破壞劑的實(shí)施例(如圖2)
3. 2. 1第一混合步驟，將第3. 1項(xiàng)所述的磷酸二氫氨、草酸亞鐵、碳酸鋰經(jīng)混合、研磨成粉體狀的均勻混合物；
3. 2. 2第一燒結(jié)步驟，將第3. 2. 1項(xiàng)原料在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以攝氏溫度300度加溫2小時(shí)， 以約每30分鐘換氮?dú)獾姆绞椒蛛x燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的液體、氣體雜質(zhì)；
3. 2. 3第二混合步驟，將第3. 2. 2項(xiàng)產(chǎn)物與碳酸鎂混合、研磨成均勻混合粉體。3.2.4第二燒結(jié)步驟，將第3. 2. 3項(xiàng)產(chǎn)物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，經(jīng)攝氏550度燒結(jié)2小時(shí)，并分離產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)與氨氣(NH3)及氧氣0)2)；
3. 2. 5第三燒結(jié)步驟，將第3. 2. 4項(xiàng)產(chǎn)物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，經(jīng)攝氏800度燒結(jié)3小時(shí)； 3. 2. 6研磨篩粉步驟，將材料研磨、篩選至最終粒徑約在1至10微米的LiMgyFePO4粉體，y約等于0. 8%。3. 3產(chǎn)物加入碳酸鎂且未以真空燒結(jié)的制備方法，得到化學(xué)式LiMgyFePO4粉體， y=0.8 %，克容量比約為130 mAh/g，且平均粒徑D97約為8微米。5.實(shí)施例5:加入碳酸鎂且未以真空燒結(jié)的制備方法。5. 1 原料
5. 1. 1 磷酸二氫氨(NH2PO4)，39. 8 克 5. 1. 2 草酸亞鐵(FeC2O4), 97. 5 克 5. 1.3 碳酸鋰(Li2CO3), 8.0 克 5. 1.4 碳酸鎂(MgCO3), 0.4 克
55. 2制備方法，加入中間破壞劑的實(shí)施例(如圖2)
5. 2. 1第一混合步驟，將第5. 1項(xiàng)所述的磷酸二氫氨、草酸亞鐵、碳酸鋰經(jīng)混合、研磨成粉體狀的均勻混合物；
5. 2. 2第一燒結(jié)步驟，將第5. 2. 1項(xiàng)原料在氮?dú)獗Ｗo(hù)下以攝氏溫度350度加溫1小時(shí)， 以約每30分鐘換氮?dú)獾姆绞椒蛛x燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的液體、氣體雜質(zhì)，排除；
5. 2. 3第二混合步驟，將第5. 2. 2項(xiàng)產(chǎn)物與碳酸鎂混合、研磨成均勻混合粉體。5.2.4第二燒結(jié)步驟，將第3. 2. 3項(xiàng)產(chǎn)物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，經(jīng)攝氏550度燒結(jié)2小時(shí)，并分離產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)與氨氣(NH3)及氧氣0)2)；
5. 2. 5第三燒結(jié)步驟，將第5. 2. 4項(xiàng)產(chǎn)物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，經(jīng)攝氏750度燒結(jié)3小時(shí)； 5. 2. 6研磨篩粉步驟，將材料研磨、篩選至最終粒徑約在1至10微米的LiMgyFePO4粉體，y約等于0. 3%。5. 3產(chǎn)物加入碳酸鎂且未以真空燒結(jié)的制備方法，得到化學(xué)式LiMgyFePO4粉體， y=0.6%，克容量比約為135 mAh/g，且平均粒徑D97約為10微米。2.實(shí)施例2:未加碳酸鎂并以真空燒結(jié)的制備方法。2.1 原料
2. 1. 1 磷酸二氫氨(NH2PO4)，39. 8 克
2. 1. 2 草酸亞鐵(FeC2O4), 97. 5 克
2. 1.3 碳酸鋰(Li2CO3), 8.0 克
2. 2制備方法，真空燒結(jié)的實(shí)施例(如圖1)
2. 2. 1第一混合步驟，將第2. 1項(xiàng)所述的磷酸二氫氨、草酸亞鐵、碳酸鋰經(jīng)混合、研磨成粉體狀的均勻混合物。2. 2. 2第一燒結(jié)步驟，將第2. 2. 1項(xiàng)原料在真空環(huán)境以攝氏溫度250度加溫2小時(shí)，分離燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的液體、氣體雜質(zhì)，并排除草酸、碳酸，留下磷酸；
2. 2. 3第二燒結(jié)步驟，將第2. 2. 2項(xiàng)產(chǎn)物在真空環(huán)境下，經(jīng)攝氏500度燒結(jié)2小時(shí)，并分離產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)與氨氣(NH3)及氧氣(O2)；
2. 2. 4第三燒結(jié)結(jié)驟，將第2. 2. 3項(xiàng)產(chǎn)物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，經(jīng)攝氏800度燒結(jié)5小時(shí)； 2. 2. 5研磨篩粉步驟，將材料研磨、篩選至最終粒徑約在1至10微米的LiFePO4粉體。2. 3產(chǎn)物未加碳酸鎂并以真空燒結(jié)的制備方法，可以得到化學(xué)式LiFePO4粉體， 克容量比約為150 mAh/g，且平均粒徑D97約為25微米。4.實(shí)施例4 未加碳酸鎂并以真空燒結(jié)的制備方法。4. 1 原料
4. 1. 1 磷酸二氫氨(NH2PO4)，39. 8 克 4. 1. 2 草酸亞鐵(FeC2O4), 97. 5 克 4. 1.3 碳酸鋰(Li2CO3), 8.0 克 4. 3制備方法，真空燒結(jié)的實(shí)施例(如圖1)
4. 2. 1第一混合步驟，將第4. 1項(xiàng)所述的磷酸二氫氨、草酸亞鐵、碳酸鋰經(jīng)混合、研磨成粉體狀的均勻混合物。4. 2. 2第一燒結(jié)步驟，將第4. 2. 1項(xiàng)原料在真空環(huán)境以攝氏溫度300度加溫2小時(shí)，分離燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的液體、氣體雜質(zhì)，排除；4. 2. 3第二燒結(jié)步驟，將第4. 2. 2項(xiàng)產(chǎn)物在真空環(huán)境下，經(jīng)攝氏500度燒結(jié)4小時(shí)，并分離產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)與氨氣(NH3)及氧氣(O2)；
4. 2. 4第三燒結(jié)結(jié)驟，將第4. 2. 3項(xiàng)產(chǎn)物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，經(jīng)攝氏700度燒結(jié)10小時(shí)； 4. 2. 5研磨篩粉步驟，將材料研磨、篩選至最終粒徑約在1-5微米的LiFePO4粉體。4. 3產(chǎn)物未加碳酸鎂并以真空燒結(jié)的制備方法，可以得到化學(xué)式LiFePO4粉體， 克容量比約為159 mAh/g,且平均粒徑D97約為20微米。6.實(shí)施例6:未加碳酸鎂并以真空燒結(jié)的制備方法。6. 1 原料
4. 1. 1 磷酸二氫氨(NH2PO4)，39. 8 克 4. 1. 2 草酸亞鐵(FeC2O4), 97. 5 克 4. 1.3 碳酸鋰(Li2CO3), 8.0 克 6. 3制備方法，真空燒結(jié)的實(shí)施例(如圖1)
6. 2. 1第一混合步驟，將第6. 1項(xiàng)所述的磷酸二氫氨、草酸亞鐵、碳酸鋰經(jīng)混合、研磨成粉體狀的均勻混合物。6. 2. 2第一燒結(jié)步驟，將第6. 2. 1項(xiàng)原料在真空環(huán)境以攝氏溫度350度加溫2小時(shí)，分離燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的液體、氣體雜質(zhì)，排除；
6. 2. 3第二燒結(jié)步驟，將第6. 2. 2項(xiàng)產(chǎn)物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，經(jīng)攝氏550度燒結(jié)4小時(shí)，并分離產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)與氨氣(NH3)及氧氣(O2)；
6. 2. 4第三燒結(jié)結(jié)驟，將第6. 2. 3項(xiàng)產(chǎn)物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，經(jīng)攝氏800度燒結(jié)10小時(shí)；
6.2. 5研磨篩粉步驟，將材料研磨、篩選至最終粒徑約在1至10微米的LiFePO4粉體。6.3產(chǎn)物未加碳酸鎂并以真空燒結(jié)的制備方法，可以得到化學(xué)式LiFePO4粉體， 克容量比約為164 mAh/g,且平均粒徑D97約為31微米。實(shí)施例7 加碳酸鎂并以真空燒結(jié)的制備方法。7. 1 原料
7.1. 1 磷酸二氫氨(NH2PO4)，39. 8 克 7. 1. 2 草酸亞鐵(FeC2O4), 97. 5 克
7. 1. 3 碳酸鋰(Li2CO3), 8.0 克 7. 1.4 碳酸鎂(MgCO3)，0. 5 克 7. 2制備方法，真空燒結(jié)的實(shí)施例
7. 2. 1第一混合步驟，將第7. 1項(xiàng)所述的磷酸二氫氨、草酸亞鐵、碳酸鋰與碳酸鎂經(jīng)混合、研磨成粉體狀的均勻混合物。7. 2. 2第一燒結(jié)步驟，將第7. 2. 1項(xiàng)原料在真空環(huán)境以攝氏溫度300度加溫2小時(shí)，分離燒結(jié)過(guò)程中產(chǎn)生的液體、氣體雜質(zhì)，排除；
7. 2. 3第二燒結(jié)步驟，將第7. 2. 2項(xiàng)產(chǎn)物在真空環(huán)境下，經(jīng)攝氏500度燒結(jié)4小時(shí)，并分離產(chǎn)生的二氧化碳(CO2)與氨氣(NH3)及氧氣(O2)；
7. 2. 4第三燒結(jié)結(jié)驟，將第7. 2. 3項(xiàng)產(chǎn)物在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，經(jīng)攝氏700度燒結(jié)10小時(shí)； 7. 2. 5研磨篩粉步驟，將材料研磨、篩選至最終粒徑約在1至10微米的LiMgyFePO4粉體，y約等于0. 5% ；
7.3產(chǎn)物加碳酸鎂并以真空燒結(jié)的制備方法，可以得到化學(xué)式LiMgyFePO4粉體，y約等于0.5%，克容量比約為160 mAh/g，且平均粒徑D97約為8微米。對(duì)比實(shí)施例 1.對(duì)比實(shí)施例1
1. 1該對(duì)比例說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)的正極活性物質(zhì)磷酸亞鐵鋰的制備方法 1. 2對(duì)比例一
1.2. 1原料
磷酸二氫氨(NH2PO4) 39. 8克草酸亞鐵(FeC2O4) 97. 5克碳酸鋰(Li2CO3) 8.0克。1. 2. 2在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以攝氏800度將第1. 2. 1項(xiàng)的三種原料組成的混合物進(jìn)行一次燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為10小時(shí)。1. 2. 3將材料研磨、篩選至最終粒徑約在1至10微米的LiFePO4粉體，平均粒徑 D97約為50微米，克容量比約為115 Am/h
2.對(duì)比實(shí)施例2
2. 1將8. 0克的碳酸鋰(Li2CO3) ,97. 5克的草酸亞鐵O^eC2O4) ,39. 8克的磷酸二氫氨 (NH2PO4)與0. 4克的碳酸鎂(LiCO3)混合；
2. 2在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，以攝氏800度將第1. 2. 2項(xiàng)的混合物進(jìn)行一次燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為10
小時(shí)
2.3將材料研磨、篩選至最終粒徑約在1至10微米的LiMgyFePO4粉體，y約等于5%，平均粒徑D97約為40微米，克容量比約為115 Am/h
3.實(shí)施例8利用實(shí)施例1-7和對(duì)比實(shí)施例1-2制成電池 3. 1正極的制備
3. 1. 1將90克由實(shí)施例1-7與對(duì)比例1-2制得的磷酸亞鐵鋰粉體、5克粘貼劑聚偏氟乙烯(PVDF)和5克)導(dǎo)電劑碳黑加入到50克的N-吡硌烷酮甲基(NMP)中，在真空攪拌機(jī)中攪拌形成均勻的正極漿料。3. 1. 2將該正極漿料均勻地涂抹在厚度為0微米的鋁箔的兩側(cè)，然后在150°C下烘干、輥壓、裁切制得尺寸為140X65毫米的正極，其中含有約5. 3克活性成分的磷酸亞鐵鋰粉體。3. 2負(fù)極的制備
3. 2. 1將90克負(fù)極活性成分天然石墨、5克粘貼劑聚偏氟乙烯(PVDF)和5克導(dǎo)電劑碳黑加入到100克的N-吡硌烷酮甲基(NMP)中，在真空攪拌機(jī)中攪拌形成均勻的負(fù)極漿料。3. 2. 2將該負(fù)極漿料均勻地涂抹在厚度為20微米的銅箔的兩側(cè)，然后在90°C下烘干、輥壓、裁切制得尺寸為140X65毫米的負(fù)極，其中含有約3. 8克活性成分的天然石墨。3.3電池裝配
3. 3. 1分別將上述正極、負(fù)極與聚丙烯膜迭片制成一個(gè)方型鋰離子電池的極芯； 3. 3. 2將LiF6按1摩爾/升的濃度溶解在EC/EMC/DEC=1 :1:1的混合溶劑中形成非水電解液；
3.3.3將該電解液以3.8 g/Ah的量注入電池鋁殼中密封，分別制成本發(fā)明實(shí)施例的鋰離子二次電池六1、42、43、44、45、46、々7與對(duì)比例的鋰離子二次電池AC1、AC2。
權(quán)利要求
1.一種制備正極材料的方法，該方法包括(1)、提供鐵源、鋰源、磷源、氧源的化合物的混和物；(2)、對(duì)混合物進(jìn)行燒結(jié)，在燒結(jié)過(guò)程前或燒結(jié)過(guò)程中加入鎂元素；其中，讓鎂元素在燒結(jié)的過(guò)程中部分或全部揮發(fā)、燃燒或與氧源化合物反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，讓鎂元素?fù)]發(fā)的燒結(jié)溫度為600-1200°C。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，燒結(jié)步驟包括以下步驟讓所述的混合物在溫度為150-400°C下進(jìn)行燒結(jié)反應(yīng)1-12小時(shí)后再添加鎂元素。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，在對(duì)添加鎂元素后的混合物在還原或惰性氣氛中，溫度為450°C _600°C，進(jìn)行4- 小時(shí)的燒結(jié)，讓鎂和其它元素進(jìn)行反應(yīng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述的燒結(jié)方法還包括讓包括有鎂元素的化合物在還原或惰性氣氛中，溫度為600°C -1200°C燒結(jié)4- 小時(shí)，讓部分或全部鎂元素?fù)]發(fā)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其中，鐵源化合物選自于草酸亞鐵(Fe2C204)、草酸亞鐵水合物(O^e2C2O4. 2H20)、碳酸鐵或碳酸亞鐵中的一種或幾種；鋰源化合物選自于草酸鋰或碳酸鋰碳中的一種或幾種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其中，磷源化合物選自于磷酸二氫氨(NH2PO4) 或磷酸二氫銨(NH^2PO4)中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其中，鐵、鋰、磷、氧元素的莫耳為1:1 :1 :4。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其中所添加的鎂元素的摩爾百分比為0.2%-5%。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其中所添加的鎂元素來(lái)自于草酸鎂、碳酸鎂中的一種或兩種。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-5之一所述的方法，其中燒結(jié)是在真空條件下進(jìn)行的。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，在通過(guò)燒結(jié)讓鎂元素全部或部分從化合物或晶體中揮掉前，讓鎂元素與其它化合物或元素反應(yīng)形成含鎂的化合物或晶體。
13.一種正極材料，包括如下通式LiMgyFePO4粉體，其中0. 002 ^ y ^ 0. 05。
全文摘要
一種制備正極材料的方法，該方法包括(1)、提供鐵源、鋰源、磷源、氧源的混和物；(2)、對(duì)混合物進(jìn)行燒結(jié)，在燒結(jié)過(guò)程前或燒結(jié)過(guò)程中加入鎂元素；其中讓鎂元素在燒結(jié)的過(guò)程中部分或全部揮發(fā)。通過(guò)以上方法獲得產(chǎn)物為的純度在90%至95%間，克容量比為150至160毫安時(shí)/克(mAh/g)，并可控制初始結(jié)晶顆粒尺寸在1至5微米且最高不超過(guò)10微米。
文檔編號(hào)H01M4/58GK102522541SQ20111039517
公開日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者黃仁治 申請(qǐng)人:冠碩新能源(香港)有限公司, 蘇州冠碩新能源有限公司