專利名稱：一種鋰離子動(dòng)力電池的復(fù)合正極材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子動(dòng)力電池的復(fù)合正極材料及其制備方法， 特別是一種可高倍率充放電的大功率、長(zhǎng)壽命鋰離子動(dòng)力電池的復(fù)合 正極材料配方及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著全球科學(xué)技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及人類生活水平的進(jìn)一 步提高，眾多資料顯示，全球人類正面臨著嚴(yán)峻的兩難困境傳統(tǒng)的 不可再生的能源，如石油、煤炭等逐漸枯竭；燃燒傳統(tǒng)燃料排放的氣 體，對(duì)人類生存環(huán)境造成嚴(yán)重污染。因此，全世界的有識(shí)之士都將各 種交通工具的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，定在由燃油轉(zhuǎn)向零排放的清潔環(huán)保電 動(dòng)交通工具上。
未來的能源取向應(yīng)該是化學(xué)電源及氫能，其中鋰離子動(dòng)力電池是 一種最具潛力的化學(xué)電源。鋰離子動(dòng)力電池具有單體電池電壓高、無 污染、體積小、重量輕、能量密度大、自放電率低、使用壽命長(zhǎng)、無 記憶效應(yīng)、維護(hù)簡(jiǎn)單等特性，因此，這是當(dāng)今人類最理想的移動(dòng)式蓄 電池，處于高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)。
目前，現(xiàn)有技術(shù)制造鋰離子動(dòng)力電池的過程中，仍然使用和小功 率電池一樣的原材料如鈷酸鋰等，這種材料對(duì)溫度變化比較敏感，受熱時(shí)，它可能會(huì)產(chǎn)生熱失控，甚至?xí)鸹稹⒈?，并且現(xiàn)有工藝制造 的產(chǎn)品的正極材料振實(shí)密度、比容量和熱分解溫度都達(dá)不到理想的效 果，在生產(chǎn)過程中使用的化學(xué)有機(jī)溶劑還大大影響環(huán)境甚至生產(chǎn)工作 人員的健康。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決上述問題而發(fā)明的一種安全環(huán)保高效的新型復(fù)合 正極材料。
本發(fā)明的目的的實(shí)現(xiàn)是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的鋰離子動(dòng)力電池 的復(fù)合正極材料由以下的各組份按質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比而成FeC204 *H20 :
48. 50%-56. 59%; C606H12 : 3. 64%-5. 72%; Mn02 : 6. 92°/。-9. 68%; Y203 : 0.08%-0.13%; LiH2P04: 36. 10%_42. 20%; Mg(0H)2: 0. 04%-0. 09%。
本發(fā)明的目的還可以通過以下步驟實(shí)現(xiàn)首先按重量配比稱取各
個(gè)配料，然后將配料加溶劑后球磨與均質(zhì)，均質(zhì)完成后進(jìn)行濃縮并噴 霧干燥。將得到的半成品壓鑄、煅燒與檢測(cè)，將煅燒檢測(cè)后產(chǎn)物機(jī)械 破碎后，通過氣流粉碎分級(jí)，最后抽樣測(cè)定，經(jīng)調(diào)質(zhì)后再檢測(cè)，合格 后產(chǎn)品包裝入庫。
本發(fā)明還可以通過以下措施實(shí)現(xiàn)，在制備過程中，加入的溶劑為
純水，溶劑的用量是與配料的固液比在1:0. 66-1:0. 79之間。。 本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn) 1.該復(fù)合正極材料采用多種原材料混合、球磨、均質(zhì)、干燥、 壓鑄、并在氮?dú)獗Ｗo(hù)下高溫煅燒而成，該工藝制成的產(chǎn)品大大提高了
正極材料的振實(shí)密度、比容量和熱分解溫度。
2. 該復(fù)合正極材料添加了稀士元素和有機(jī)物質(zhì)，進(jìn)一步提高了 該正極材料基本微粒的內(nèi)部和外部的導(dǎo)電性能。
3. 該復(fù)合正極材料的生產(chǎn)工藝和使用該材料做電池時(shí)，均不使
用化學(xué)有機(jī)物質(zhì)作溶劑，而是采用純H20作為溶劑。本項(xiàng)目創(chuàng)新不僅
降低了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，更重要的是避免了有毒有害物質(zhì)污染環(huán)境， 極有利于確保操作工人的身心健康。
4. 使用該復(fù)合正極材料制造的可高倍率充放電的大功率、長(zhǎng)壽
命鋰離子動(dòng)力電池，比使用目前正極材料制成的動(dòng)力電池的電性能均 優(yōu)越，特別是大大提高安全性能和循環(huán)壽命。


圖l是本發(fā)明的工藝流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施一
如圖1所示，復(fù)合正極材料的制作方法(1)按重量配比
FeOA H20: 48. 50%—56. 59%; C606H12 : 3. 64%-5. 72%; Mn02: 6. 92%-9. 68%; Y20:!: 0. 08%-0. 13%; LiH2P04: 36. 10%-42. 20%; Mg(0Hh : 0.04%-0.09%稱取各個(gè)配料；(2)用水作為溶劑和配料按固液體比 1:0. 66-1:0. 79混合后球磨與均質(zhì)；(3)將液體濃縮后噴霧干燥； (4)將得到的半成品壓鑄、煅燒并檢測(cè)；(5)將煅燒后檢測(cè)的產(chǎn)物 機(jī)械破碎后，通過氣流粉碎分級(jí)；(6)抽樣測(cè)定，如有需要調(diào)質(zhì)后 再檢測(cè)；(7)合格后產(chǎn)品包裝入庫。
實(shí)施二:
如圖l所示復(fù)合正極材料的制作方法(l)按重量配比FeCA化0: 49%-56%; C606H12: 3. 7%-5. 5%; Mn02: 6. 92%-9%; Y20:, : 0. 09%_0. 13%; LiH2P04: 37%-42%; Mg(OH)" 0. 05%-0. 09%稱取各個(gè)配料；(2)用 水作為溶劑和配料按固液體比1:0. 66-1:0. 79混合后球磨與均質(zhì)；
(3)將液體濃縮后噴霧干燥；(4)將得到的半成品壓鑄、煅燒并檢 測(cè)；(5)將煅燒后檢測(cè)的產(chǎn)物機(jī)械破碎后，通過氣流粉碎分級(jí)；(6) 抽樣測(cè)定，如有需要調(diào)質(zhì)后再檢測(cè)；(7)合格后產(chǎn)品包裝入庫。
實(shí)施三:
如圖l所示復(fù)合正極材料的制作方法:(l)按重量配比FeCA化0: 49%-55%; C606H12: 3. 75%-5%; Mn02 : 6 . 92%-8. 5%; Y203 : 0. 1%-0. 13%; LiH2P04: 38%-41%; Mg(0H)2: 0. 06%-0. 09%稱取各個(gè)配料；(2)用 水作為溶劑和配料按固液體比1:0. 66-1:0. 79混合后球磨與均質(zhì)；
(3)將液體濃縮后噴霧干燥；(4)將得到的半成品壓鑄、煅燒并檢 測(cè)；(5)將煅燒后檢測(cè)的產(chǎn)物機(jī)械破碎后，通過氣流粉碎分級(jí)；(6) 抽樣測(cè)定，如有需要調(diào)質(zhì)后再檢測(cè)；(7)合格后產(chǎn)品包裝入庫。實(shí)施四:
如圖l所示復(fù)合正極材料的制作方法:(l)按重量配比FeC204 H20: 49%; C606H12: 3.8o/o; Mn02: 7。/。； Y203 : 0.12%; LiH2P04: 40%; Mg(0H)2: 0.08%稱取各個(gè)配料；(2)用水作為溶劑和配料按固液體比 1:0.66-1:0. 79混合后球磨與均質(zhì)；(3)將液體濃縮后噴霧干燥； (4)將得到的半成品壓鑄、煅燒并檢測(cè)；(5)將煅燒后檢測(cè)的產(chǎn)物 機(jī)械破碎后，通過氣流粉碎分級(jí)；(6)抽樣測(cè)定，如有需要調(diào)質(zhì)后 再檢測(cè)；(7)合格后產(chǎn)品包裝入庫。
盡管對(duì)本發(fā)明的特征及其優(yōu)勢(shì)已經(jīng)描述了很多，然而可以理解的 是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案和 技術(shù)構(gòu)思做出其他各種相應(yīng)的改變，而所有這些改變都應(yīng)屬于本發(fā)明 的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種鋰離子動(dòng)力電池的復(fù)合正極材料，其特征在于所述的復(fù)合正極材料由以下的各組份按質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比而成FeC2O4·H2O48.50％-56.59％；C6O6H123.64％-5.72％；MnO26.92％-9.68％；Y2O30.08％-0.13％；LiH2PO436.10％-42.20％；Mg(OH)20.04％-0.09％。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合正極材料，其特征在于所述的 復(fù)合正極材料由以下的各組份按質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比而成FeC204 *H20: 49%-56%; Cfi06H12 :3. 7%_5. 5%; Mn02: 6. 92%_9%;Y203 :0. 09%-0. 13%; LiH2P04 :37%-42%; Mg(0H)2 :0. 05%_0. 09%。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合正極材料，其特征在于所述的 復(fù)合正極材料由以下的各組份按質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比而成FeC204 49%-55%; C606H12 :3.75%-5%; Mn02: 6. 92%_8. 5%;Y203 :0. 1%-0. 13%; LiH2P04 : 38%-41%; Mg(OH)2 :0. 06%-0. 09%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合正極材料，其特征在于所述的 復(fù)合正極材料由以下的各組份按質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比而成FeC204 49%; Cfi06H12 :3. 8%; Mn02 :7%; YA:O. 12%; LiH2P04: 40%; Mg(0H)2 :0. 08%。
5、 一種鋰離子動(dòng)力電池的復(fù)合正極材料制備方法，其特征在于 它是以下步驟進(jìn)行(1)按重量配比稱取各個(gè)配料；(2)將 配料加溶劑后球磨與均質(zhì)；(3)濃縮后噴霧干燥；(4)將得 到的半成品壓鑄、煅燒與檢測(cè)；(5)將煅燒后產(chǎn)物機(jī)械破碎后， 氣流粉碎分級(jí)；(6)抽樣測(cè)定，并且調(diào)質(zhì)后再檢測(cè)；(7)合 格后產(chǎn)品包裝入庫。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述的復(fù)合正極材料制備方法，其特征在于 制備中所采用的溶劑為水，固液比在1:0.66-l:0.79之間。
全文摘要
本發(fā)明公開一種鋰離子動(dòng)力電池的復(fù)合正極材料及其制備方法，復(fù)合正極材料由以下的各組份通過制備方法按質(zhì)量分?jǐn)?shù)配比而成FeC₂O₄·H₂O48.50％-56.59％；C₆O₆H₁₂3.64％-5.72％；MnO₂6.92％-9.68％；Y₂O₃0.08％-0.13％；LiH₂PO₄36.10％-42.20％；Mg(OH)₂0.04％-0.09％。這種正極材料具有環(huán)保、高效、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01M4/36GK101183713SQ20071012417
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月26日
發(fā)明者劉雪田, 曾照強(qiáng), 鐘馨稼, 雷如清 申請(qǐng)人:深圳市雷天電源技術(shù)有限公司