[发明专利]一种磷酸铁锂-富锂氧化物复合物及其制备方法

说明书

本发明涉及锂离子电池材料制备技术领域，公开了一种磷酸铁锂‑富锂氧化物复合物及其制备方法。该方法包括以下步骤：(1)以LiFePO₄与富锂氧化物为原料，采用物理加工方式使LiFePO₄与富锂氧化物在保护气气氛条件下机械融合，控制LiFePO₄与富锂氧化物的重量比为100:2‑15，得到复合物；(2)对步骤(1)所得复合物过筛、除磁，得到磷酸铁锂‑富锂氧化物复合物。该方法以物理加工方式将适量的富锂氧化物与LiFePO₄机械融合，利用富锂氧化物为磷酸铁锂提供足够的锂离子，弥补其在首次充放电过程中损失的活性锂，提高锂离子电池的能量密度。

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料制备技术领域，具体涉及一种磷酸铁锂-富锂氧化物复合物及其制备方法。

背景技术

商业化锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应以及环境污染小等特点，在包括消费者电子、动力电池以及储能领域均有着广泛的应用，并且其应用范围还在不断扩大，涉及生活的方方面面。锂离子电池正极材料是锂离子电池的核心材料之一，占电池成本的30％左右，同时正极材料直接影响锂离子电池的能量密度，决定着锂离子电池的综合性能。

自1997年Goodenough先生首次报导橄榄石型结构磷酸铁锂(LiFePO₄)材料具有脱嵌锂功能以来，LiFePO₄吸引来自学界与产业界的共同关注。通过采用碳包覆以及离子掺杂技术可以克服LiFePO₄本征导电性差的缺点，通过纳米化等技术克服LiFePO₄的锂离子扩散速度慢等缺点，使得其性能得到很大的提升，结合其来源广泛、成本低、环境影响小、循环寿命长以及安全性能好等优点，LiFePO₄成为目前主流的锂离子电池正极材料之一。

随着市场对于LiFePO₄综合性能要求的不断提升，比如比容量、压实密度、倍率性能、循环寿命以及BOM成本等，现有的技术使得LiFePO₄比容量已经接近理论比容量极限，如何提升LiFePO₄锂离子电池的能量密度成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的LiFePO₄材料比容量已经接近理论比容量极限，无法进一步提高的问题，提供一种磷酸铁锂-富锂氧化物复合物及其制备方法，该方法以物理加工方式将适量的富锂氧化物与LiFePO₄机械融合，利用富锂氧化物为磷酸铁锂提供足够的锂离子，弥补其在首次充放电过程中损失的活性锂，提高锂离子电池的能量密度。

为了实现上述目的，本发明一方面提供了一种磷酸铁锂-富锂氧化物复合物的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)以LiFePO₄与富锂氧化物为原料，采用物理加工方式使LiFePO₄与富锂氧化物在保护气气氛条件下机械融合，控制LiFePO₄与富锂氧化物的重量比为100:2-15，得到复合物；

(2)对步骤(1)所得复合物过筛、除磁，得到磷酸铁锂-富锂氧化物复合物。

优选地，在步骤(1)中，所述LiFePO₄与所述富锂氧化物在高效融合机中机械融合。

优选地，在步骤(1)中，所述富锂氧化物为Li₅FeO₄和/或Li₆CoO₄。

更优选地，在步骤(1)中，所述富锂氧化物为Li₆CoO₄。

优选地，在步骤(1)中，所述LiFePO₄与所述富锂氧化物的重量比为100:2-10。