[发明专利]以流变相法制备橄榄石晶格缺陷结构的锂离子电池复合阴极材料的合成方法

摘要

一种以流变相法制备橄榄石晶格缺陷结构的锂离子电池复合阴极材料的合成方法，是以流变相法使用不同种类的有机物类与酸类为碳源及螯合剂，以及不同种类金属作为掺杂物质在高温均相反应下，碳源与螯合剂裂解后，于嵌入式阴极材料粉体表面形成碳网络层，与藉由螯合剂与金属离子形成错离子，达到均质相螯合反应，同时将金属离子掺杂于嵌入式阴极材料粉体内部，并将产品佐以粉体粒径筛选合成具有橄榄石晶格缺陷的LixMyNzXO4/C(x∶y∶z≠1∶1∶1)复合阴极材料。藉此，适用于高功率锂离子电池，具有高电容量、高振实密度、高安全性、高批次再现性、与承受大电流充放电的特性，产品可应用在电动车辆、电动工具及大型储电系统市场上。

主权项

一种以流变相法制备橄榄石晶格缺陷结构的锂离子电池复合阴极材料的合成方法，是利用不同种类的有机物类与酸类为碳源及螯合剂，与不同种类金属氧化物为掺杂金属，以流变相法制备橄榄石晶格缺陷结构的锂离子电池LixMyNzXO4/C复合阴极材料，其合成方法至少包括下列步骤：(A)原料混合步骤：先将一至少含锂Li的起始物与一至少含氧酸根XO4的起始物先溶解于一液体媒介，经搅拌待澄清后，再加入一至少含有机物类的起始物与一至少含酸类的起始物于该液体媒介中混合搅拌，待液体呈现澄清后，最后加入一至少含金属盐类M的起始物与一含掺杂金属氧化物N的起始物，以流变相法进行混合搅拌加热程序，在60～150℃加热搅拌1～10小时，并经搅拌烘干后，得到干凝胶粉末，其中，上述含锂的起始物、含金属盐类的起始物以及含掺杂金属氧化物的起始物的化学计量比x∶y∶z≠1∶1∶1；(B)高温煅烧步骤：将上述干凝胶粉末，置于一高温炉中，于惰性气氛下，于500～900℃加热分解1～24小时，获得此具有橄榄石晶格缺陷结构的复合锂嵌入式阴极材料，其中该复合锂嵌入式阴极材料为具有橄榄石结构的LixMyNzXO4/C复合阴极材料，且上述化学式中x为0.0≤x≤1.5的范围，y为0.01≤y≤1.5的范围，z为0.001≤z≤0.1的范围；以及(C)粒径筛选步骤：利用旋风粉碎机与空气分级机，将上述复合锂嵌入式阴极材料进行粒径筛选，以得到不同粒径的复合锂嵌入式阴极材料粉体。