[发明专利]锂离子电池正极材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法，属于二次电池材料技术领域。

背景技术

由于3C产品市场的蓬勃发展，作为其电源的二次电池需求量日益增加。已知的二次电池中，当以锂离子二次电池具有高体积比电容、无污染及循环充放特性良好等优点，较能符合现代3C电子产品轻薄短小的要求，且已大量运用。然而，近年多起震撼业界的锂电池安全与大规模锂电池回收事件，以及全球暖化与石油价格暴涨突破100美元具有对电动车辆的发展产生的重大影响，强调高安全性的磷酸锂铁电池自然会成为注目的焦点。

磷酸锂铁（分子式：LiMPO₄，英文：Lithium iron phosphate，又称磷酸铁锂、锂铁磷），是一种锂离子电池的正极材料，也称为锂铁磷电池，特点是不含钴等贵重元素，原料价格低，且存在于地球上的磷、锂、铁资源含量丰富，不会有供料问题。其工作电压适中（3.2V）、电容量大（170mAh/g）、高放电功率、可快速充电且循环寿命长，在高温与高热环境下的稳定性高。自1996年日本的 NTT 首次揭示AyMPO₄（A为碱金属，M 为 Co、 Fe 两者的组合：LiFeCoPO₄）的橄榄石结构的锂电池正极材料之后，1997年美国得克萨斯州立大学 John. B. Goodenough 等研究群，也接着报导了 LiFePO₄ 的可逆性地迁入脱出锂的特性，美国与日本不约而同地发表橄榄石结构（LiMPO₄）的文章，使得该材料受到了极大的重视，并引起广泛的研究和迅速的发展。与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的 LiMn₂O₄和层状结构的 LiCoO₂相比，LiMPO₄ 的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。LiFePO₄ 正确的化学式应该是 LiMPO₄，物理结构则为橄榄石结构，而其中的 M 可以是任何金属，包括 Fe、Co、Mn、Ti等，由于最早将 LiMPO₄ 商业化的公司所制造的材料是 C/LiFePO₄，因此大家就这么习惯地把 Lithium iron phosphate 其中的一种材料 LiFePO₄ 当成是磷酸铁锂。然而从橄榄石结构的化合物而言，可以用在锂离子电池的正极材料并非只有 LiMPO₄ 一种；据目前所知，与 LiMPO₄都为橄榄石结构的 Lithium iron phosphate 正极材料还有 AyMPO₄、Li1-xMFePO₄、LiFePO₄?MO 等三种与 LiMPO₄ 不同的橄榄石化合物。