[发明专利]锂离子电池电极活性材料的碳包覆方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种锂离子电池电极活性材料的碳包覆方法。

背景技术

正极活性材料和负极活性材料的性能在很大程度上影响着锂离子电池的性能，所以研究和开发高性能的电极活性材料已成为锂离子电池发展的关键所在，目前常见的正极活性材料（如层状的LiCoO₂和LiNiO₂、尖晶石型的LiMn₂O₄、橄榄石型的LiFePO₄以及它们的改性材料）以及常见的负极活性材料（如Li₄Ti₅O₁₂）都存在电导率低的问题，制备纳米电极活性材料、细化电极活性材料晶粒以及对电极活性材料进行表面碳包覆是目前常用的提高电极活性材料导电性的两种方法。

对纳米电极活性材料进行碳包覆能够进一步提高电极活性材料的导电性，但目前采用烧结法对该纳米电极活性材料进行碳包覆时，通常采用将固态的纳米电极活性材料与碳源进行球磨或研磨的方法使所述固态的纳米电极活性材料与碳源进行混合，这样不但会造成电极活性材料形貌的破坏，而且还会造成纳米电极活性材料颗粒的团聚，使得纳米尺寸的电极活性材料所具有的优势都不能显现出来。

发明内容

有鉴于此，确有必要提供一种能够保持纳米尺寸的电极活性材料本来具有的单分散和均一性，又能进一步提高纳米尺寸电极活性材料导电性能的碳包覆方法。

一种锂离子电池电极活性材料的碳包覆方法，包括：

提供电极活性材料颗粒、碳源及第一溶剂，所述碳源为非离子型表面活性剂；

将所述电极活性材料颗粒、碳源及第一溶剂混合，使所述正极活性材料分散在所述第一溶剂中，并使所述碳源溶解在所述第一溶剂中，获得一第一混合液；

将所述第一混合液在130℃至240℃加热条件下及0.2Mpa至30Mpa的压力条件下进行反应，使所述碳源在所述电极活性材料颗粒表面形成一碳源包覆层；

从所述第一混合液中将上述具有碳源包覆层的电极活性材料颗粒分离出来；以及

烧结所述具有碳源包覆层的电极活性材料颗粒，得到碳包覆锂离子电池电极活性材料。

本发明提供的锂离子电池电极活性材料的碳包覆方法，首先通过将电极活性材料颗粒分散在第一溶剂中和使碳源溶解在第一溶剂中的方法，使所述碳源均匀分布在电极活性材料颗粒周围，然后在高温高压的条件下使该非离子型表面活性剂的碳源与该电极活性材料颗粒络合，从而在该电极活性材料颗粒表面形成一碳源包覆层，该碳源包覆层具有空间位阻作用，可使所述电极活性材料不易发生团聚，在后续烧结过程中，该碳源包覆层进一步转换为均匀、连续的碳包覆层，从而制备出了分散性好、均一性好及一致性好的碳包覆锂离子电池电极活性材料，提高了所述电极活性材料的导电性能和电化学性能。

附图说明

图1为本发明锂离子电池电极活性材料的碳包覆方法的制备流程图。

图2为本发明实施例1及对比例1～4中碳包覆LiFePO₄正极活性材料的充放电曲线图。

具体实施方式

请参阅图1，一种锂离子电池电极活性材料的碳包覆方法，包括：

S1，提供电极活性材料颗粒、碳源及第一溶剂，所述碳源为非离子型表面活性剂；

S2，将所述电极活性材料颗粒、碳源及第一溶剂混合，使所述正极活性材料分散在所述第一溶剂中，并使所述碳源溶解在所述第一溶剂中，获得一第一混合液；

S3，将所述第一混合液在130℃至240℃加热条件下及0.2Mpa至30Mpa的压力条件下进行反应，使所述碳源在所述电极活性材料颗粒表面形成一碳源包覆层；

S4，从所述第一混合液中将上述具有碳源包覆层的电极活性材料颗粒分离出来；以及

S5，烧结所述具有碳源包覆层的电极活性材料颗粒，得到碳包覆锂离子电池电极活性材料。

在步骤S1中，所述电极活性材料可以是正极活性材料，也可以是负极活性材料。优选地，所述电极活性材料为纳米尺寸的电极活性材料。该纳米尺寸的电极活性材料具有更好的电化学性能。