[发明专利]负极复合材料及其制备方法，以及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种负极复合材料及其制备方法，以及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池主要由电极、隔膜以及电解液构成。其中，锂离子电池的发展很大程度上取决于电极活性材料性能的提高。目前，锂离子电池的正极活性材料主要有钴酸锂(LiCoO₂)、镍酸锂(LiNiO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)以及铁酸锂(LiFePO₄)等；负极活性材料主要是碳材料、钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)等。为提高锂离子电池电极活性材料的性能，对锂离子电池电极活性材料的颗粒表面采用其它材料形成包覆，是对电极活性材料进行改性的常用方法。现有技术已表明，在钴酸锂或其它电极活性物质颗粒表面包覆磷酸铝可提高锂离子电池电极的热稳定性(请参阅文献“Correlation between AlPO₄ nanoparticlecoating thickness on LiCoO₂ cathode and thermal stablility”J.Cho，Electrochimica Acta 48(2003)2807-2811及专利号为7,326,498的美国专利)。

然而，由于磷酸铝自身导电性较差，因此，上述电极活性材料的导电性也会因磷酸铝的包覆而有所降低。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种导电性有所改善的具有较高热稳定性的负极复合材料及其制备方法，以及应用该负极复合材料的锂离子电池。

一种负极复合材料，其包括负极活性材料颗粒，其中，进一步包括包覆于该负极活性材料颗粒表面的掺杂磷酸铝层，该掺杂磷酸铝层的材料是半导体性掺杂的磷酸铝。

一种负极复合材料的制备方法，其包括：提供三价铝源及掺杂元素源，将该三价铝源和该掺杂元素源加入溶剂中以形成含三价铝离子及掺杂离子的溶液；将待包覆的负极活性材料颗粒加入该含三价铝离子及掺杂离子的溶液中，形成一混合物；将磷酸根源溶液加入该混合物进行反应，使该负极活性材料颗粒的表面形成一掺杂磷酸铝层，该掺杂磷酸铝层的材料是半导体性掺杂的磷酸铝；热处理该表面具有掺杂磷酸铝层的负极活性材料颗粒。

一种锂离子电池，包括正极以及负极，其中，该负极包括上述负极复合材料。

相较于现有技术，本发明的掺杂磷酸铝层的材料是半导体性掺杂的磷酸铝，使经过掺杂后的磷酸铝成为具有电子导电机制或空穴导电机制的半导体，大大提高了导电性，因此，与现有的具有磷酸铝包覆层的复合电极材料相比，所述具有掺杂磷酸铝包覆层的复合电极材料具有更好的导电性。

附图说明

图1为本发明实施例提供的锂离子电池电极复合材料的结构示意图。

图2为本发明实施例提供的锂离子电池电极复合材料的制备流程图。

主要元件符号说明

电极复合材料                10

电极活性材料颗粒            12

掺杂磷酸铝层                14

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的电极复合材料颗粒及其制备方法、以及应用该电极复合材料的锂离子电池进行详细说明。

请参阅图1及图2，本发明实施例提供一种锂离子电池电极复合材料10，其包括电极活性材料颗粒12及包覆于该电极活性材料颗粒12表面的掺杂磷酸铝层14。该掺杂磷酸铝层14的材料是半导体性掺杂的磷酸铝。该掺杂磷酸铝层14具有半导体性。

该掺杂磷酸铝层14具有半导体性是指通过对磷酸铝进行半导体性掺杂使掺杂磷酸铝层14的自由电子浓度高于空穴浓度、或空穴浓度高于自由电子浓度，从而使掺杂磷酸铝层14显半导体性。