[发明专利]比表面积降低的电极材料及其制备方法，以及锂离子电池

说明书

本发明提供一种比表面积降低的电极材料的制备方法，包括：提供具有纳米尺寸的电极材料的固液分散体系；冷冻干燥所述固液分散体系，得到冻干产物；以及煅烧所述冻干产物，使所述电极材料的尺寸长大，从而得到比表面积降低的电极材料。本发明还提供一种比表面积降低的电极材料和具有所述比表面积降低的电极材料的锂离子电池。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及比表面积降低的电极材料及其制备方法，以及锂离子电池。

背景技术

电极材料的纳米化是目前锂离子电池的一个重要发展研究方向。通过对电极材料的纳米化可以提高锂离子电池的快速充放电等特性。但是电极材料的纳米化在提升电极材料的特性同时却不可避免的使锂离子电池面临制作工艺上的困难。

电极材料的纳米化增大了材料的比表面积，有利于锂离子的迁移，但是随着比表面积的增大，电极材料粉体之间的团聚现象严重。另外比表面积大不仅会导致电池加工过程中涂布困难，电解液吸收量大，电池能量密度降低等问题，而且由于电极材料比表面积大，表面的副反应也会比较多，反应产生的副产物会增加电极材料的表面阻抗，进而影响锂离子的扩散。

发明内容

基于此，有必要提供一种比表面积降低的电极材料及其制备方法，以及锂离子电池。

一种比表面积降低的电极材料的制备方法，包括：

提供具有纳米尺寸的电极材料的固液分散体系；

冷冻干燥所述固液分散体系，得到冻干产物；以及

煅烧所述冻干产物，使所述电极材料的尺寸长大，从而得到比表面积降低的电极材料。

在其中一个实施例中，所述电极材料包括磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸锰铁锂中的一种或多种。

在其中一个实施例中，所述固液分散体系中分散相与分散介质的质量比为1:18至3:2。

在其中一个实施例中，所述冷冻干燥所述固液分散体系，得到冻干产物的步骤包括：

对所述固液分散体系进行冷冻，得到冰冻态混合物；以及

将所述冰冻态混合物进行抽真空干燥，得到所述冻干产物。

在其中一个实施例中，所述抽真空干燥的温度为-40℃至120℃，真空度为0.1Pa至20Pa。

在其中一个实施例中，所述煅烧所述冻干产物的步骤中，所述煅烧的温度为350℃至850℃，所述煅烧的时间为0.5h至24h，所述煅烧的升温速率为0.2℃/min至10℃/min。

在其中一个实施例中，所述具有纳米尺寸的电极材料中不含有碳元素。

在其中一个实施例中，还包括对所述比表面积降低的电极材料包覆碳材料的步骤。

一种比表面积降低的电极材料，所述电极材料为单分散状态，比表面积为1m²/g至20m²/g。

在其中一个实施例中，所述电极材料的平均粒径为300nm至800nm。

一种锂离子电池，包括前面所述的比表面积降低的电极材料。

本发明实施例提供的比表面积降低的电极材料的制备方法，采用冷冻干燥及煅烧相结合的工艺方法，通过冷冻干燥减缓甚至避免电极材料在干燥过程中团聚黏连在一起，同时通过煅烧过程的控制，尽量避免熔融结晶过程中颗粒之间的聚合现象，可以在保证电极材料的纳米级尺寸的同时有效降低电极材料的比表面积，从而减轻因比表面积大而造成的电极材料粉体之间的团聚现象。同时通过降低电极材料的比表面积，还可以缓解后续电池加工过程中涂布困难，电解液吸收量大，电池能量密度降低等问题，有效减少电池电极表面的副反应。

附图说明