[发明专利]电极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种制备电极材料的方法，其中：(a)将如下组分彼此混合：

(A)至少一种铁化合物，其中Fe以+2或+3价氧化态存在，

(B)至少一种磷化合物，

(C)至少一种锂化合物，

(D)至少一种碳源，其可为单独的碳源或同时为至少一种铁化合物(A)或磷化合物(B)或锂化合物(C)，

(E)任选的至少一种还原剂，

(F)任选的至少一种具有除铁之外的金属的金属化合物，

(G)任选的水或至少一种有机溶剂；

(b)借助至少一个使用至少一个用于喷雾的喷嘴的装置一起喷雾干燥，和

(c)在350-1200℃范围内的至少两个不同温度下进行热处理。

2.如权利要求1的方法，其中使用选自活性炭、炭黑、导电炭黑、石墨烯、碳化物、有机聚合物和石墨的单独碳源作为碳源(D)。

3.如权利要求1的方法，其中使用至少一种与至少一种有机酸的铁盐或锂盐作为碳源，其与至少一种铁化合物(A)或锂化合物(C)相同。

4.如权利要求1-3中任一项的方法，其中铁化合物(A)选自Fe(OH)₃、FeOOH、柠檬酸铁铵、Fe₂O₃、Fe₃O₄、乙酸铁、FeSO₄、柠檬酸铁、乳酸铁、磷酸铁、膦酸铁和碳酸铁。

5.如权利要求1-4中任一项的方法，其中锂化合物(C)选自LiOH、Li₂CO₃、Li₂O、LiNO₃、Li₂SO₄、膦酸锂和磷酸锂。

6.如权利要求1-5中任一项的方法，其中磷化合物(B)选自H₃PO₄、H₃PO₃和上述酸的盐和酯。

7.如权利要求1-6中任一项的方法，其中步骤(c)中的热处理在惰性气氛或还原气氛中进行。

8.如权利要求1-6中任一项的方法，其中步骤(c)中的热处理在氧化气氛中进行。

9.如权利要求1-8中任一项的方法，其中金属化合物(F)选自Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Mg、Al、Nb、W、Mo、Cu和Zn的化合物。

10.一种电极材料，其包含：

(H)呈导电晶型的碳，和

(I)至少一种通式(I)的化合物：

Li_x(M_(1-y)Fe_y)_aPO_z       (I)

其中所述变量如下定义：

M选自Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Mg、Al、Nb、W、Mo、Cu和Zn，

x为0.1-4，

y为0.1-1，

z为2-6，

a为0.1-4，

其中碳(H)存在于过渡金属化合物(I)的二级粒子的孔中或呈可在某些点处与过渡金属化合物(I)的粒子接触或可与一个或更多个碳(H)的粒子接触的粒子形式存在。

11.如权利要求10的电极材料，其中所述变量如下选择：

x为0.8-3，

y至少为0.01，

z为3-5，

a为0.2-2，

且其余变量如上所定义。

12.如权利要求10或11的电极材料，其中所述变量如下选择：

x为1，

y为1，

z为4，

a为0.9-1.1

且其余变量如上所定义。

13.如权利要求10-12中任一项的电极材料，其中碳(H)的平均粒径为1-500nm。

14.如权利要求10-13中任一项的电极材料，其具有100-5000ppm的残余水含量。

15.如权利要求10-14中任一项的电极材料，其中通式(I)的化合物以粒子形式存在，其可呈附聚物存在且具有1-150μm的平均粒径(d50)。