[发明专利]一种锂离子电池的复合正极材料的制备方法

说明书

本发明提供一种锂离子电池的复合正极材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将碳酸锂加入至去离子水中配制成碳酸锂溶液；将蔗糖加入至去离子水溶液中配制成蔗糖溶液；将磷酸加入去离子水中，配制成磷酸溶液；步骤二：将磷酸溶液加入至碳酸锂溶液中，继续搅拌后形成混合液；步骤三：将混合液放入球磨机内进行球磨，再向球磨机内加入碳酸钴，球磨后取出，制得含有磷酸钴锂的前驱液；所述碳酸锂、碳酸钴及磷酸的摩尔比为(0.45～0.55)：1：1；步骤四：向前驱液中加入蔗糖溶液，继续搅拌，制得反应液；将反应液进行喷雾干燥后，制得磷酸钴锂前躯体粉体；步骤五：将磷酸钴锂前躯体粉体置于管式炉中，进行热处理，制得最终的复合正极材料。

【技术领域】

本发明涉及电池材料技术领域，尤其涉及一种锂离子电池的复合正极材料的制备方法。

【背景技术】

随着世界各国经济的迅速发展、传统能源供应的日益短缺、以及由燃烧化石能源引发的全球变暖和生态环境恶化等问题的不断加剧，探索清洁可再生的新能源将是未来世界经济中最具决定性的技术领域之一。近年来，在电子信息技术飞速发展以及移动电话、小型摄像机、MP3、笔记本电脑等便携式电子产品日益普及的社会背景下，特别是电动汽车的发展，使得对移动电源的需求快速增长的同时，也对其能量密度、倍率性能、使用寿命和成本等诸多方面提出了更高的要求。因此，安全可靠、对环境友好且廉价的高比能量电池成为移动电源产业发展的关键内容。

目前，市场上主流的动力电池的正极材料为三元材料和LiFePO₄材料。三元材料电池应用于电动汽车上，具有高能量密度的优势，但其最大的不足是安全性能较差，需要比较完善的电池管理系统来进行控制；LiFePO₄材料电池的安全性能优异、使用寿命长、原料低廉和绿色环保，使其在动力电池领域备受关注，然而，LiFePO₄材料的工作电压较低(3.4V)，无法满足市场快速发展的需求。

LiCoPO₄是与LiFePO₄具有相同橄榄石结构的另一种磷酸盐，LiCoPO₄作为锂离子电池的正极材料，具有较高的放电平台(4.8V vs.Li/Li⁺)。目前，主要采用传统的高温固相法合成锂离子电池用正极材料LiCoPO₄，合成工艺复杂，合成温度高，反应时间长，且不易获得纯相；并且，LiCoPO₄材料作为锂离子电池的正极活性物质，在充放电过程中存在着电子导电性差和锂离子迁移运动困难的缺点，导致其可逆容量低及循环衰减快等问题。

鉴于此，实有必要提供一种新型的锂离子电池的复合正极材料的制备方法以克服以上缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种合成工艺简单、原材料成本低、可有效降低合成温度、缩短反应时间且能够提高材料电化学性能的锂离子电池的复合正极材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种锂离子电池的复合正极材料的制备方法，包括如下步骤：步骤一：将碳酸锂加入至去离子水中配制成碳酸锂溶液；将蔗糖加入至去离子水溶液中配制成蔗糖溶液；将一定质量浓度的磷酸加入去离子水中，配制成磷酸溶液；步骤二：在搅拌的状态下，将步骤一中的磷酸溶液加入至步骤一中的碳酸锂溶液中，继续搅拌后形成混合液；步骤三：将步骤二制得的混合液放入球磨机内进行球磨，再向球磨机内加入碳酸钴，球磨后取出，制得含有磷酸钴锂的前驱液；所述碳酸锂、碳酸钴及磷酸的摩尔比为(0.45～0.55)：1：1；步骤四：在搅拌的状态下，向步骤三制得的前驱液中加入步骤一中的蔗糖溶液，继续搅拌，制得反应液；将反应液进行喷雾干燥后，制得磷酸钴锂前躯体粉体；步骤五：将步骤四制得的磷酸钴锂前躯体粉体置于管式炉中，在氩气气氛下，进行热处理，制得最终的复合正极材料。

在一个优选实施方式中，所述步骤一中的磷酸的质量浓度为85％；所述步骤一中的磷酸溶液的质量浓度为40％。