[发明专利]用于生产碳涂覆的正极活性材料的方法

说明书

本申请公开了一种用于生产正极活性材料的方法。为了生产正极活性材料，将原料在多元醇溶剂中混合以生成反应溶液，然后将其燃烧以生成第一正极活性材料粉末。随后，使用可燃的有机溶剂涂覆所述第一正极活性材料粉末，然后将其燃烧以生成第二正极活性材料粉末。利用这种方法生产的正极活性材料具有改善的容量和结晶度。

技术领域

本发明涉及一种生产碳涂覆正极活性材料的方法，更具体地，涉及一种生产用于蓄电池的正极的碳涂覆正极活性材料的方法。

背景技术

在近些年，由于移动IT产品如手机、笔记本等的迅速发展，对小型蓄电池的研究也已经积极地开展。而且，由于化石能源枯竭和全球变暖的问题，对贮存环保能源的能源贮存系统的兴趣增加，因此对大型蓄电池的研究也积极地开展。

最近，作为在大型蓄电池中使用的正极活性材料，对具有橄榄石或钠超离子导体(nasicon)结构的LFP(LiFePO₄)的研究已经积极地开展。LFP提供了较高的理论容量(170mAh/g)，并且此外，由于其原料的来源丰富并且非常稳定，具有如价格低廉的优势。然而，与其他正极活性材料相比，上述材料还具有一些如电导率和离子电导率相对较低、取决于结晶度的容量存在较大差异和生产LFP粉末的加工费用较高的缺点。

为了解决LFP电导率较低的问题，已积极地研究了一种使用碳涂覆LFP粉末表面的方法。然而，使用碳均匀地涂覆LFP的整个表面是不容易的，并且由于附加的碳涂覆处理，带来了加工成本增加的问题。而且，尽管正在研究各种改善LFP粉末的结晶度的同时降低加工成本的方法，尚未提出适宜的创新性方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种生产能够改善正极活性材料的容量和结晶度的正极活性材料的方法。

解决技术问题采用的方法

根据本发明的一个实施方式，为了生产正极活性材料，首先，可以在多元醇溶剂中将用于合成具有橄榄石或钠超离子导体结构的正极活性材料的原料混合以制备反应液，然后可以将所述反应液燃烧以制备第一正极活性材料粉末。然后，可以使用可燃的有机溶液涂覆所述第一正极活性材料粉末，可以将所述可燃的有机溶液燃烧以制备第二正极活性材料粉末。

所述原料可以包含锂化合物、过渡金属化合物和多元酸阴离子化合物。就这一点而言，为了制备反应液，可以将所述锂化合物和所述过渡金属化合物加入所述多元醇溶剂中，并且可以在25至55℃的温度下搅拌30至90分钟，并且在加入和搅拌所述锂化合物和所述过渡金属化合物后，可以将所述多元酸阴离子化合物加入所述多元醇溶剂中，然后可以在25至55℃的温度下搅拌30至90分钟。

为了燃烧所述反应液，可以通过喷嘴喷洒所述反应液，并且可以点燃所喷洒的反应液以燃烧所述多元醇溶剂。

所述可燃的有机溶剂可以包括选自下组中的至少一种：稀释剂、煤油、汽油、乙醇、甲醇、丙酮、调漆油和乙醛。

在本发明的一个实施方式中，在燃烧所述反应液之前，可以在预定温度下加热所述反应液。例如，可以在200℃或更高的温度下加热所述反应液10至90分钟。

在本发明的一个实施方式中，可以将所述第二正极活性材料加热处理。例如，为了加热处理所述第二正极活性材料粉末，可以在惰性气氛如氩气或氮气气氛下以约5℃/min的加热速率将所述第二正极活性材料加热至600到800℃的温度，然后可以将其冷却至室温。就这一点而言，在冷却前可以将所述加热的第二正极活性材料粉末在加热温度下保持1至24小时。

有益效果

根据本发明，可以通过使用可燃的有机溶液涂覆通过燃烧多元醇溶剂制备的第一正极活性材料粉末并将其燃烧制备最终的正极活性材料粉末，从而生成具有改进的电容和结晶度的正极活性材料。