[发明专利]一种分散均匀的电极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于能源材料技术领域，具体涉及一种分散均匀的锂离子电池电极材料及其制备方法。

背景技术

近几年来，随着对环境问题和能源问题认识的提高，人们越来越重视二次电池的开发，尤其青睐于安全性好、轻量化、高容量、高能量、寿命长的二次电池。锂离子电池因具有一系列的优势，广泛应用于手机、笔记本个人电脑等便携式设备电源，近年来在电动车、混合动力、电动工具等领域发展迅速。

锂离子电池中具有橄榄石结构的磷酸盐化合物，如磷酸铁锂、磷酸钴锂、磷酸镍锂、磷酸锰锂，硅酸盐化合物以及单斜结构的磷酸钒锂均可作为锂离子二次电池正极材料。

现有电极材料的工业化生产技术主要以高温固相烧结法为主，但采用固相法制备时，各种原料混合均匀程度直接影响到产品的品质，即使在初期湿法球磨搅拌过程中也无法保证各种原料均匀分散。因此现有的技术难以保证产品的一致性和稳定性。

CN101853936A公开了一种锂离子电池正极材料磷酸锰锂的制备方法，所述方法包括以下步骤：1）混合物的制备：称取定量的锂源、锰源、磷源，按锂、锰、磷摩尔比为0.8~1.2:0.8~1.2:1的比例混合均匀；2）前驱体的制备：上述制得的混合物在空气气氛中加热至250~350℃，并在此温度下持续煅烧2~5h，然后冷却至室温，得到驱体；3）合成磷酸锰锂：取出前驱体研碎、压片，而后继续在空气气氛中加热至500~900℃，并在500~900℃下持续煅烧15~25h，即得到目标产物磷酸锰锂。本方法能在空气气氛中合成出高纯度的磷酸锰锂，合成工艺简单，且大大降低了合成成本，利于实现磷酸锰锂的商业化生产。该方法采用2步法制备目标产物，中间还需要压片等复杂工艺，最后在高温下煅烧数小时获得固相烧结颗粒。

CN101803075A公开了一种碳涂敷的磷酸锰锂正极材料及其制备方法。该发明所公开的制备方法仍然是以常规的固相法合成得到磷酸锰锂，也难以保证产品的一致性和稳定性。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种分散均匀的电极材料，所述电极材料的电学性能优异，可以用作锂离子电池的正极材料。

所述电极材料，其化学组成为：

Li_xMe1_yMe2_a(RO₄)_z

其中，Me1选自Mn、Fe、Ni、Co或V中的一种或者至少两种的组合；

Me2选自Mg、Mn、Cr、Ni或Al中的一种或者至少两种的组合；

R为P或/和Si；

1≤x≤4，例如，x为1.1、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8。

1≤y≤3，例如，y为1.1、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8。

1≤z≤5，例如，z为1.1、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8。

0≤a≤0.2，例如，a为0.02、0.04、0.06、0.08、0.10、0.12、0.14、0.16、0.18、0.19。

所述电极材料通过掺杂Me2，改善了其电学性能。

优选地，所述电极材料还可以包覆有碳，形成碳包覆复合材料，即C/Li_xMe1_yMe2_a(RO₄)_z。进行包覆后的电极材料的电化学活性和电学性能增强。

当a=0时，且所述电极材料未包覆碳，所述电极材料的化学组成即为：

Li_xMe1_y(RO₄)_z