[发明专利]具有橄榄石结构的锂铁磷酸盐及其制备方法

权利要求书

1.一种橄榄石型锂铁磷酸盐，所述锂铁磷酸盐由平均粒径(D50)为5～100μm的次级粒子构成，所述次级粒子通过平均粒径(D50)为50～550nm的初级粒子聚集而形成，其中所述初级粒子和次级粒子具有由下式I表示的组成，且所述次级粒子具有15～40％的孔隙率，

Li_1+aFe_1-xM_x(PO_4-b)X_b    (I)

其中M选自Al、Mg、Ni、Co、Mn、Ti、Ga、Cu、V、Nb、Zr、Ce、In、Zn、Y及其组合；

X选自F、S、N及其组合；

-0.5≤a≤+0.5；

0≤x≤0.5；且

0≤b≤0.1。

2.如权利要求1所述的橄榄石型锂铁磷酸盐，其中所述初级粒子各自独立地具有橄榄石型晶体结构。

3.如权利要求1所述的橄榄石型锂铁磷酸盐，其中所述初级粒子通过物理键发生聚集而形成所述次级粒子。

4.如权利要求1所述的橄榄石型锂铁磷酸盐，其中存在于所述次级粒子中的孔的尺寸为10～1000nm。

5.如权利要求1所述的橄榄石型锂铁磷酸盐，其中所述初级粒子的平均粒径(D50)为100～300nm，且次级粒子的平均粒径(D50)为5～40μm。

6.如权利要求1所述的橄榄石型锂铁磷酸盐，其中所述次级粒子具有球形。

7.如权利要求1所述的橄榄石型锂铁磷酸盐，其中所述次级粒子的比表面积(BET)为5～15m²/g。

8.如权利要求1所述的橄榄石型锂铁磷酸盐，其中所述橄榄石型锂铁磷酸盐的堆密度为0.5～1.5g/mL。

9.如权利要求8所述的橄榄石型锂铁磷酸盐，其中所述橄榄石型锂铁磷酸盐的堆密度为0.8～1.3g/mL。

10.如权利要求1所述的橄榄石型锂铁磷酸盐，其中所述橄榄石型锂铁磷酸盐为LiFePO₄。

11.一种正极混合物，其包含权利要求1～10中任一项所述的橄榄石型锂铁磷酸盐作为正极活性材料。

12.一种包含电极的锂二次电池，其中在所述电极的集电器上涂布有权利要求11的正极混合物。

13.一种制备权利要求1～10中任一项的锂铁磷酸盐的方法，所述方法包括：

(1)制备平均粒径(D50)为50～550nm并具有橄榄石晶体结构的初级粒子；

(2)将所述初级粒子与粘合剂和溶剂进行混合以制备混合物；以及

(3)对所述混合物进行干燥，并使得所述初级粒子发生聚集，以制备次级粒子。

14.如权利要求13所述的方法，其中通过超临界水热法实施步骤(1)。

15.如权利要求13所述的方法，其中在步骤(2)中，相对于所述溶剂的重量，所述初级粒子的存在量为5～20重量％。

16.如权利要求13所述的方法，其中在步骤(2)中，相对于所述溶剂的重量，所述粘合剂的存在量为5～20重量％。

17.如权利要求13所述的方法，其中通过喷雾干燥来实施步骤(3)。

18.如权利要求17所述的方法，其中所述喷雾干燥为旋转喷雾干燥。

19.如权利要求13所述的方法，其中在步骤(3)中，在120℃～200℃下实施所述干燥。

20.如权利要求13所述的方法，其中在步骤(3)中，在惰性气体气氛下实施所述干燥。