[发明专利]磷酸铁锂正极活性材料及其制备方法及电池

说明书

本发明提供了一种磷酸铁锂正极活性材料，其XRD谱图中，(111)晶面衍射峰与(101)晶面衍射峰的强度比不大于105％；(101)晶面衍射峰与(311)晶面衍射峰的强度比不小于78％；(111)晶面的晶粒大小在以上。本发明还提供磷酸铁锂正极活性材料的制备方法及电池。本发明提供的磷酸铁锂正极活性材料可以实现密堆积，电池极片的压实密度高，同时可解决因颗粒过大导致的电池放电容量低、低温放电效率低等问题。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种磷酸铁锂正极活性材料及其制备方法及电池。

背景技术

锂离子电池的正极材料对电池的性能至关重要。目前以磷酸铁锂材料制备的锂离子电池具有极高的安全性、长循环寿命、高可靠性以及低成本性，已成为电池领域的主流。目前商业化的磷酸铁锂材料的压实密度较低(2.1-2.3g/cm³)，直接导致了由其制备的电池的能量密度偏低。

目前，业界主要通过在合成磷酸铁锂的过程中提高焙烧温度(如温度在770℃以上)或降低碳含量来提升磷酸铁锂材料的压实密度，但这会导致磷酸铁锂材料的粒径过大，进而导致电池的放电容量低、低温放电效率低等问题。

发明内容

鉴于此，本申请实施例提供了一种磷酸铁锂正极活性材料及其制备方法，通过在制备过程中使用含Ba添加剂实现低温焙烧和限制晶粒过分长大及控制大颗粒的数量不致过多，从而大大提高由该磷酸铁锂正极活性材料制得的极片的压实密度(2.6g/cm³以上)。

本申请第一方面提供了一种磷酸铁锂正极活性材料，所述磷酸铁锂正极活性材料的XRD谱图中，具有如下特征：

(111)晶面衍射峰与(101)晶面衍射峰的强度比不大于105％；

(101)晶面衍射峰与(311)晶面衍射峰的强度比不小于78％；

(111)晶面的晶粒大小在以上。

其中，(111)晶面的晶粒大小是根据(111)晶面衍射峰的半峰宽计算得到，可以利用JADE软件在寻峰报告中查看每个晶面的晶粒大小。

通过以上三个XRD特征可判断出该磷酸铁锂正极活性材料中具有合适数目及合适大小的大颗粒，由该磷酸铁锂正极活性材料制成的正极片的压实密度可大大提高，并可解决因颗粒过大导致的电池放电容量低、低温放电效率低等问题。

可选地，所述磷酸铁锂正极活性材料的XRD谱图中，(111)晶面衍射峰与(101)晶面衍射峰的强度比为80％-105％。例如可以是80％-100％。

可选地，所述磷酸铁锂正极活性材料的XRD谱图中，(101)晶面衍射峰与(311)晶面衍射峰的强度比为78％-115％。例如可以是80％-112％。

本申请一实施方式中，所述磷酸铁锂正极活性材料的XRD谱图中，具有如下特征：(111)晶面衍射峰与(101)晶面衍射峰的强度比为80％-105％；(101)晶面衍射峰与(311)晶面衍射峰的强度比为78％-115％；(111)晶面的晶粒大小在以上。满足以上三个XRD特征的磷酸铁锂正极活性材料，可以实现更高的压实密度，并可兼顾更高的电池比容量及低温放电效率。

本申请第一方面提供的磷酸铁锂正极活性材料由于同时具有上述3个XRD特征，使得由该磷酸铁锂正极活性材料制成的正极片的压实密度可在2.6g/cm³以上，由其制得的电池具有较高的放电比容量、较高的低温放电速率，还具有稳定的高温循环性。

本申请第二方面提供了一种磷酸铁锂正极活性材料的制备方法，包括：