专利名称：一种锂离子电池活性电极材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池活性电极材料的制备方法，属于化学工程以及能源化
工领域。
背景技术：
随着人类对能源需求的加剧和环境问题的日益突出，锂离子电池具有广泛的应用市场。锂离子电池构造主要由电极、隔膜以及电解液组成。其中，锂离子电池的发展很大程度上取决于其电极活性材料性能的提高。目前，锂离子电池在手机和笔记本电脑等诸多方面有着广泛应用，但是将锂离子电池扩展到动力汽车和混合动力汽车等方面遇到重要的难题，其能量密度和功率密度急需进一步提高。锂离子电池的负极活性材料以石墨为主，达到市场占有率的52%以上，但其容量较低。因此人们开发了如下几类负极活性材料硅类负极活性材料，其理论容量在 4200mAh/g，但其稳定性极难控制。应用气相化学沉积的方法，可以做到较稳定的硅纳米线负极活性材料，但在商业应用的成本上仍难以推广(C. K. Chan, et al，Nat Nano, 2008, 3, 31-35.)。锡类合金可达800 900mAh/g的容量，但其高倍率充放电性能目前一直没有突破。而金属锂片作为负极活性材料，存在很大的安全和稳定问题。金属氧化物，如Fe3O4, Fe2O3, SnO2等，作为新的负极活性材料具有很高的理论容量。同时，由于材料本身无毒，廉价，且原料丰富而备受关注。但是金属氧化物负极活性材料在锂离子嵌入和脱出活性材料的过程中也存在巨大的体积膨胀，这导致其电化学性能的快速损失。另一方面，几乎所有的锂离子电池正极活性材料(如LiCoO2, LiMn2O4, LiNia5Mnh5O4, LiFePO4, LiMnPO4, Li3V2 (PO4) 3)的快速充放电能力都很差，这和正极活性材料自身的导电性差有很大关系。为了提高正极活性材料的大电流充放电性能，和锂离子电池负极活性材料设计类似，大量的工作围绕如下两个方面进行改善正极活性材料的导电性能和减小正极活性材料的尺寸。为了改善导电性性能，对正极活性材料进行各种碳包覆的方法是通用的思路，可在一定程度上改善锂离子电池正极活性材料的可逆容量，但倍率性能和循环稳定性能仍受限制。最近，基于单壁碳纳米管网络和石墨烯纳米片包覆的方法对锂离子电池的电极倍率性能有了很大提高(C. Ban, et al, Adv. Mater.，2010，22，E145-E149 ；G. Zhou, et al, Chem. Mater.，2010，22，5306-5313.)，但其制备过程距离商业应用还有很大限制。此外，利用纳米材料制备技术降低锂离子电池电极活性材料的晶粒尺寸，可以减小锂离子在活性物质里面的扩散距离。但是，这对电极材料的振实密度和能量密度带来不利影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池活性电极材料的制备方法，该方法通过对现有的锂离子电池电极材料进行三维尺度的结构设计，用简便的喷雾造粒方法和进一步的热处理实现导电的碳材料穿插在整个电极活性材料中，以实现锂离子电池的大电流充放电性能和长的使用寿命，从而有效地改善目前的锂离子电池的性能。本发明的技术方案如下一种锂离子电池活性电极材料的制备方法，其特征在于该制备方法包含如下步骤I)采用水热或共沉淀的方法，制备锂离子电池电极材料的纳米晶粒，将所得到的纳米晶粒配制成质量百分含量在O. I 20%的水溶液；2)向所述水溶液中加入质量百分含量为O. 05 10%的碳源，以及质量百分含量为O. 05 10%的表面活性剂，形成均匀稳定的混合物溶液；3)通过喷雾造粒的方法，使混合物溶液在200 900°C的温度条件下形成球状颗粒;4)将所得球形颗粒在400 900°C的氮气中热处理，形成锂离子电池活性电极材料。上述技术方案中，所述的锂离子电池电极材料的纳米晶粒包括锂离子电池负极材料纳米晶粒和锂离子电池正极材料纳米晶粒，所述的锂离子电池负极材料纳米晶粒为 Fe3O4, Fe203> SnO2, TiO2, Li4Ti5O12和Si中的一种或几种；所述的锂离子电池正极材料纳米晶粒为 LiCoO2,、LiMn204、LiFeP04、LiMnP04、Li3V2(PO4)3 和 LiNia5Mnh5O4 中的一种或者几种。 所述的锂离子电池电极材料的纳米晶粒的粒度为2 100纳米。所加入的碳源为蔗糖、葡萄糖、石墨、导电炭黑、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种。所加入的表面活性剂为聚乙烯醇、嵌段共聚物P123、嵌段共聚物F127、聚氧乙烯或聚乙烯吡咯烷酮。本发明所述的喷雾造粒方法采用热喷雾或者气化喷雾。所制备的锂离子电池活性电极材料为200纳米 10微米的球形颗粒，具有10 60%的孔隙率。本技术具有如下优点①工艺过程简单，工业装置已经大规模应用，容易批量生产喷雾造粒的方法可以提高锂离子电池电极活性材料的振实密度，从而提高其能量密度在所得到的电极活性材料中，存在多孔的通道，便于电解液的传输，从而实现大电流充放电性能；④在所得到的电极活性材料中，存在贯穿于电极活性材料的碳导电网络，便于电子的传导，从而实现大电流充放电性能；⑤做为通用方法，该锂离子电池电极活性材料的制备工艺可以推广到几乎所有的锂离子电池负极活性材料和正极活性材料的制备中。
图I.为气化喷雾装置及工艺流程图。其中1_混合物溶液；2-载气；3_喷雾器；4_干燥区；5_加热区；6_产品收集区； 7-尾气。
图2.碳包覆的Fe3O4负极材料的形貌图。
图3.碳包覆的Fe3O4负极材料的倍率和循环稳定性能。 图4.碳纳米管穿插的Fe3O4负极材料的形貌图。
图5.碳纳米管穿插的Fe3 图6.碳纳米管穿插的Li3 图7.碳纳米管穿插的Li3
:负极材料的倍率和稳定性能。
(PO4)3正极材料的形貌图。
:(PO4)3正极材料的倍率和稳定性能，其中IC的电流密
度为 133. 4mAg_10
具体实施例方式图I是本发明中锂离子电池电极材料的气化喷雾装置及工艺流程图，该装置主要包括将混合物溶液雾化的喷雾器3、将雾化的液滴变成固态颗粒加热区5和产品收集区。结合图I说明其具体制备过程。首先用共沉淀、水热等方法制备各种锂离子电池电极材料的纳米晶粒。例如以 Fe3O4为例，将摩尔比为2 : I的FeCl3和FeCl2 · 4H20加入水溶液中，加入氨水即可通过共沉淀制备出Fe3O4纳米晶粒，然后配制质量百分含量为O. I 20%的纳米晶粒的水溶液备用。向上述溶液中加入一定量的的碳源和表面活性剂，分散成均匀的混合物溶液。此处碳源为蔗糖、葡萄糖、导电炭黑、石墨、碳纳米管或者石墨烯中的至少一种；表面活性剂是聚乙烯醇、嵌段共聚物P123、嵌段共聚物F127、聚氧乙烯和聚乙烯吡咯烷酮中的一种。最终混合物溶液中，碳源的质量百分含量为O. 05 10%，表面活性剂的质量百分含量为O. 05 10%。 将配好的混合物溶液进行气化喷雾或者热喷雾，喷雾造粒的条件为200 900°C，所用载气为氮气。如附图1，混合物溶液经过气流的雾化形成小液滴，这些雾化的小液滴经过加热区的干燥，形成固体粉末，并在气化喷雾装置的尾部收集到相应的产品。将收集到的固体粉末进一步在400-900°C的氮气中热处理，得到最终的锂离子电池电极活性材料。此过程得到的锂离子电池电极活性材料中所加入的碳源会形成连续的碳网络包覆在纳米晶粒的表面，或者穿插于整个电极活性材料中，改善电极材料的导电性能，并且在碳网络中，可以进一步穿插碳纳米管、石墨或者石墨烯。将最终的锂离子电池电极材料制备成锂离子电池的负极或者正极，并进行电化学测试。所述的锂离子电池电极材料的纳米晶粒包括锂离子电池负极材料纳米晶粒和锂离子电池正极材料纳米晶粒，所述的锂离子电池负极材料纳米晶粒为Fe304、Fe203、SnO2> TiO2, Li4Ti5O12和Si中的一种或几种；所述的锂离子电池正极材料纳米晶粒为LiCoO2,、 LiMn2O4' LiFePO4' LiMnPO4' Li3V2(PO4)3 和 LiNia5Mnh5O4 中的一种或者几种。所述的锂离子电池电极材料的纳米晶粒的粒度为2 100纳米。所加入的碳源为蔗糖、葡萄糖、石墨、导电炭黑、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种。所加入的表面活性剂为聚乙烯醇、嵌段共聚物 P123、嵌段共聚物F127、聚氧乙烯或聚乙烯吡咯烷酮。本发明所述的喷雾造粒方法采用热喷雾或者气化喷雾。所制备的锂离子电池活性电极材料为200纳米 10微米的球形颗粒，具有10 60%的孔隙率。下面将通过16个具体实例来对本发明提供的锂离子电池活性电极材料的制备方法做进一步的说明。实施例I在H2O溶液中，加入摩尔比为2 I的FeCljP FeCl2 · 4H20，搅拌均匀，快速加入 28 %的氨水，反应30min后得到3 12nm大小的Fe3O4纳米晶粒，配制质量百分含量为1.0% 的Fe3O4水溶液。将上述溶液中加入质量百分含量2. 0%的蔗糖和2. 0%的聚乙烯醇，搅拌均匀形成混合液溶液。将上述混合物溶液用气化喷雾装置进行喷雾造粒，温度为450°C，得到球形颗粒，将这些球形颗粒在氮气中进一步600°C退火处理,从而得到碳/Fe3O4负极材料。 附图2的扫描电子显微镜照片显示，这些Fe3O4纳米晶粒组装到一个连续多孔的碳骨架中， 形成微米大小的球形颗粒。将该碳/Fe3O4负极材料做成锂离子电池的负极，并进行电化学性能测试。附图3是该负极的倍率和稳定性能。结果表明，上述方法制备的碳/Fe3O4负极材料倍率性能极其优异。在156mA g4的恒电流下,该负极材料具有约IOOOmAh g4的可逆容量；在大电流4690mA g—1下，该负极材料可在10分钟以内完成充电或者放电，并且其容量保持在580mAh g—1。该负极材料极其稳定，在循环中几乎没有衰减。同时，该负极材料的单位面积比容量达到I. 5mAhcm_2，非常接近商业应用的水平。实施例2在H2O溶液中，加入摩尔比为2 I的FeCljP FeCl2 · 4H20，搅拌均匀，快速加入 28%的氨水，反应30分钟后得到3 12nm大小的Fe3O4纳米晶粒，配制质量百分含量为 O. 6%的Fe3O4水溶液。将上述溶液加入质量百分含量O. I %的蔗糖，O. 2%的分散的天然石墨和3. 0%的嵌段共聚物F127，搅拌均匀形成均匀的混合物溶液。将上述混合物溶液用气化喷雾装置进行喷雾造粒，温度为400°C，得到球形颗粒。将这些球形颗粒在氮气中进一步 600°C退火处理，从而得到多孔的石墨包覆的Fe3O4负极活性材料。将该石墨包覆的Fe3O4负极材料做成锂离子电池的负极，并进行电化学测试。实施例3在H2O溶液中，加入摩尔比为2 I的FeCljP FeCl2 · 4H20，搅拌均匀，快速加入 28%的氨水，反应30分钟后得到3 12nm大小的Fe3O4纳米晶粒，配制质量百分含量为 2.0%的Fe3O4水溶液。将上述溶液加入质量百分含量1.0%的蔗糖，O. I %的碳纳米管和 O. 5%的嵌段共聚物P123，搅拌均匀形成均匀的混合物溶液。将上述混合物溶液用气化喷雾装置进行喷雾造粒，温度为500°C，得到球形颗粒。将这些球形颗粒在氮气中进一步560°C 退火处理，从而得到多孔的碳纳米管穿插的Fe3O4负极活性材料。附图4的扫描电子显微镜照片显示，这些负极活性材料是球形颗粒状，并穿插着碳纳米管纤维。将得到的碳纳米管穿插的Fe3O4负极活性材料做成锂离子电池的负极，并进行电化学测试。附图5表明该负极材料的倍率性能和循环性能非常优异。实施例4在H2O溶液中，加入摩尔比为2 I的FeCljP FeCl2 · 4H20，搅拌均匀，快速加入 28%的氨水，反应30分钟后得到3 12nm大小的Fe3O4纳米晶粒，配制质量百分含量为 4. O %的Fe3O4水溶液。然后加入质量百分含量2.0%的葡萄糖，O. 2 %的炭黑，0.6%的石墨和4. 0%的聚氧乙烯，拌均匀形成均匀的混合物溶液。将上述混合物溶液用热喷雾装置进行喷雾造粒，温度为250°C，得到球形颗粒。将这些球形颗粒在氮气中进一步600°C退火处理，得到多孔的片层石墨包覆的Fe3O4负极活性材料。将热喷雾得到的石墨包覆的Fe3O4负极材料做成锂电池的负极，并进行电化学测试。实施例5在JJ-2型组织细胞匀浆机中加入FeCl3于H2O中，使得目标产物Fe2O3的质量百分含量为1.2%，加入一定量的28%的氨水，高速搅拌2小时。将上述溶液中加入质量百分含量O. 2 %的蔗糖，O. I %的氧化石墨，O. 06 %的碳纳米管和2 %的聚乙烯吡咯烷酮，高速搅拌均匀形成混合物溶液。将上述混合物溶液用气化热喷雾装置进行喷雾造粒，温度为450°C， 得到球形颗粒。然后将所得到的颗粒在560°C的氮气中退火处理，得到多孔的石墨烯包覆的碳纳米管穿插的Fe2O3负极活性材料。将得到的石墨烯包覆的碳纳米管穿插的Fe2O3负极活性材料做成锂离子电池的负极,并进行电化学测试。
实施例6在H2O溶液中，加入SnCl4 ·5Η20，NaH2PO4和Na2SO4，于180°C水热反应24小时，得到 5nm左右的SnO2纳米晶粒。配置质量百分含量为1%的SnO2纳米晶粒的水溶液，然后再向其中加入质量百分含量O. 8%的蔗糖，O. 06%的氧化石墨，O. 05%的碳纳米管，以及I. 5% 的嵌段共聚物P123，搅拌均匀形成均匀的混合物溶液，将上述混合物溶液用气化喷雾装置进行喷雾造粒，温度为450°C，得到片层氧化石墨包裹的碳纳米管穿插的SnO2球形颗粒。然后再将这些球形颗粒在450°C的氮气中退火处理，从而得到石墨烯包覆的碳纳米管穿插的 SnO2负极活性材料。将该石墨烯包覆的碳纳米管穿插的SnO2负极活性材料做成锂离子电池的负极，并进行电化学测试。实施例7在甲苯溶剂中加入丙醇钛和油酸，然后再加入含有的叔丁胺的水溶液，搅拌均匀， 转移到反应釜中，180°C下水热反应12小时，得到2 5nm的TiO2纳米晶粒。配置质量百分含量I %的TiO2纳米晶粒的水溶液，加入O. 4%的蔗糖，O. I %的碳纳米管和I %的聚氧乙烯，形成均匀的混合物溶液。将该混合物溶液进行气化喷雾，喷雾温度为400°C，得到粉末状颗粒，将所得到的粉末状颗粒在氮气中400°C下退火，得到碳纳米管穿插的TiO2负极活性材料。将该碳纳米管穿插的TiO2负极活性材料做成锂离子电池的负极，并进行电化学测试。实施例8在体积比为I I的H20/C2H50H混合溶液中，加入摩尔比为4 5的LiOH .H2O和 Ti (OC4H9)4)作为前躯体，使得目标产物Li4Ti5O12的质量含量在12%，搅拌均匀，然后再加入 5%的蔗糖，O. 8%的碳纳米管，I %的活性炭黑和I %的聚乙烯吡咯烷酮，形成均匀的混合物溶液。将该混合物溶液进行热喷雾，喷雾温度为250°C，得到粉末状球形颗粒。将得到的颗粒进一步在800°C的氮气中退火,从而得到碳纳米管穿插的Li4Ti5O12负极活性材料。将该碳纳米管穿插的Li4Ti5O12负极活性材料做成锂离子电池的负极，并进行电化学测试。实施例9在H2O溶剂中加入质量百分含量为O. 1%的商业Si粉(Si纳米晶粒大小为50 IOOnm)，分散均匀，再向上述溶液加入O. 5 %的蔗糖，O. 5 %的石墨和O. 6 %的嵌段共聚物 P123，搅拌均匀形成混合物溶液。将上述混合物溶液用气化喷雾装置进行喷雾造粒，温度为 900°C，得到粉末状颗粒。将该颗粒进一步在900°C的氮气中退火处理，从而得到片层石墨包裹的多孔Si负极活性材料。将得到的石墨包裹的Si负极活性材料做成锂离子电池的负极，并进行电化学测试。实施例10在&0溶剂中加入质量百分含量为0.6wt%的商业Si粉(Si纳米晶粒大小为50 IOOnm)和O. 4%的Fe3O4纳米晶粒(大小为3 12nm)，分散均匀，再向上述溶液加入O. 1% 的蔗糖，O. 8%的石墨和O. 5%的嵌段共聚物P123，形成均匀的混合液溶液。将上述混合物溶液用气化喷雾装置进行喷雾造粒，温度为500°C，得到粉末状颗粒。将该颗粒进一步在 600°C的氮气中退火处理，得到片层石墨包裹的多孔Si/Fe304负极活性材料。将得到的石墨包裹的多孔Si/Fe304负极活性材料做成锂离子电池的负极，并进行电化学测试。实施例11在职溶液中，按计量比加；VV205、NH4H2PO4, Li2CO3和草酸，使得Li3V2 (PO4) 3在水溶液中对应的质量百分含量为1.5%，经过搅拌后制备出均匀的溶液，然后再加入质量百分含量O. 05 %的碳纳米管，O. 05 %的炭黑，O. 5 %的蔗糖和I %的嵌段共聚物P123，形成均匀的混合物溶液。将该混合物溶液进行气化喷雾，喷雾温度为450°C，得到碳纳米管穿插的 Li3V2(PO4)3前躯体的球形颗粒。将该前躯体球形颗粒进一步在氮气中800°C退火，即可得到碳纳米管穿插的Li3V2 (PO4) 3正极活性材料颗粒，其形貌如图6中的电子显微镜照片所示。 将其做成锂离子电池的正极，并进行电化学测试，附图7表明这种结构下的Li3V2 (PO4)3电化学性能极其优异。实施例12在H2O溶液中，加入摩尔比为I : I的MnO2和LiOH · H2O搅拌均匀，然后将上述悬浊液转移至反应釜中，在180°C的密闭高压下进行水热反应4天，得到20 50nm大小的 LiMn2O4的纳米晶粒。配置质量百分含量为2%的LiMn2O4的纳米晶粒的水溶液，再向溶液中加入质量百分含量O. I %的蔗糖，O. 5%的碳纳米管和1.0%的嵌段共聚物？123，搅拌均匀形成混合物溶液。将上述混合物溶液用气化喷雾装置进行喷雾造粒，温度为450°C，得到粉末状颗粒。将得到的颗粒在400°C进一步热处理，从而得到碳纳米管穿插的LiMn2O4正极活性材料。将得到的碳纳米管穿插的LiMn2O4正极活性材料做成锂离子电池的正极，并进行电化学测试。实施例13在体积比为I : 2的H20/H202混合溶液中，按摩尔比I 4加入CoCl2 · 6H20和 LiOH · H2O,搅拌均匀形成稳定的溶液，然后将上述溶液转移至反应釜中在200°C下反应24 小时，得到LiCoO2纳米晶粒。配置含有质量百分含量为10. 0%的LiCoO2纳米晶粒的水溶液，再向其中加入I %的蔗糖，O. 8 %的活性炭黑，O. 8 %的碳纳米管和2. O %的聚氧乙烯，形成均匀的混合物溶液。将该混合物溶液进行热喷雾，喷雾温度为200°C，得到碳纳米管穿插的LiCoO2球形颗粒。将该球形颗粒进一步在氮气中800°C退火得到碳纳米管穿插的LiCoO2 正极活性材料。然后将其做成锂离子电池的正极，并进行电化学测试。实施例14按摩尔比为I : I : I加入Li2CO3' Mn (NO3) 2和NH4H2PO4到H2O溶液中，搅拌均匀形成稳定的溶液，然后将上述溶液转移至反应釜中，在200°C下反应24小时，得到LiMnPO4 纳米晶粒。配置含有1%的LiMnPO4纳米晶粒的溶液，再向其中加入O. 6%的蔗糖，O. 1%的氧化石墨和O. 6%的聚乙烯吡咯烷酮，形成均匀的悬浊液。将该悬浊液进行气化喷雾，喷雾温度为450°C，得到碳纳米管穿插的LiMnPO4球形颗粒。将该球形颗粒进一步退火得到正极活性材料，然后做成锂电池的正极，并进行电化学测试。实施例15在加有微量H2O2的水溶液中，按摩尔比为I : I加入Fe (NO3) 3 · 9H20和NH4H2PO4, 经过剧烈搅拌后再加入同样摩尔比的LiOH ·Η20，使得最终LiFePO4在溶液中的含量在2%, 然后继续加入O. 05%的CNT、0. 1%的活性炭黑、O. 5%的葡萄糖和1%的嵌段共聚物P123， 形成均匀的混合物溶液。将该混合物溶液进行气化喷雾，喷雾温度为450°C，得到碳纳米管穿插的LiFePO4正极材料的前躯体的粉末状颗粒。将该颗粒在800°C氮气中进一步退火,得到碳纳米管穿插的LiFePO4正极活性材料。将该碳纳米管穿插的LiFePO4正极活性材料做成锂离子电池的正极，并进行电化学测试。
实施例16在H2O 溶液中，按计量比加入 LiCH3COO · 2H20，Ni(CH3COO)2 · 4H20 和 Mn(CH3COO)2 · 4H20，使得生成的目标产物LiNia5Mnh5O4对应整个水溶液的质量百分含量为 12%，然后加入O. 5%的碳纳米管，O. 5%的活性炭黑，I %的蔗糖和2%的聚氧乙烯，形成均匀的混合物溶液。将该混合物溶液进行热喷雾，喷雾温度为200°C，得到粉末状颗粒。将得到的粉末状颗粒进一步在氮气中750°C退火处理,得到碳纳米管穿插的LiNia5Mnh5O4正极活性材料。然后将所得的碳纳米管穿插的LiNia5Mr^5O4正极活性材料做成锂离子电池的正极，并进行电化学测试。实施例列表
权利要求
1.一种锂离子电池活性电极材料的制备方法，其特征在于该制备方法包含如下步骤1)采用水热或共沉淀的方法，制备锂离子电池电极材料的纳米晶粒，将所得到的纳米晶粒配制成质量百分含量在O. I 20%的水溶液；2)向所述水溶液中加入质量百分含量为0.05 10%的碳源，以及质量百分含量为O.05 10%的表面活性剂，形成均匀稳定的混合物溶液；3)通过喷雾造粒的方法，使混合物溶液在200 900°C的温度条件下形成球状颗粒；4)将所得球形颗粒在400 900°C的氮气中热处理，形成锂离子电池活性电极材料。
2.按照权利要求I所述的一种锂离子电池活性电极材料的制备方法，其特征在于所述的锂离子电池电极材料的纳米晶粒包括锂离子电池负极材料纳米晶粒和锂离子电池正极材料纳米晶粒，所述的锂离子电池负极材料纳米晶粒为Fe304、Fe203、SnO2> TiO2> Li4Ti5O12 和Si中的一种或几种；所述的锂离子电池正极材料纳米晶粒为LiCoO2,、LiMn204、LiFeP04、 LiMnPO4' Li3V2 (PO4) 3 和 LiNi0.5MnL 504 中的一种或者几种。
3.按照权利要求I或2所述的一种锂离子电池活性电极材料的制备方法，其特征在于 所述的锂离子电池电极材料的纳米晶粒的粒度为2 100纳米。
4.按照权利要求I所述的一种锂离子电池活性电极材料的制备方法，其特征在于所加入的碳源为蔗糖、葡萄糖、石墨、导电炭黑、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种。
5.按照权利要求I所述的一种锂离子电池活性电极材料的制备方法，其特征在于所加入的表面活性剂为聚乙烯醇、嵌段共聚物P123、嵌段共聚物F127、聚氧乙烯或聚乙烯吡咯烷酮。
6.按照权利要求I所述的一种锂离子电池活性电极材料的制备方法，其特征在于所述的喷雾造粒方法采用热喷雾或者气化喷雾。
7.按照权利要求I所述的一种锂离子电池活性电极材料的制备方法，其特征在于所制备的锂离子电池活性电极材料为200纳米 10微米的球形颗粒，具有10 60%的孔隙率。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池活性电极材料的制备方法。在该制备方法中，将具有电化学活性纳米晶配制成水溶液，然后向所述水溶液中加碳源和表面活性剂，形成均匀稳定的混合物溶液；进而通过喷雾造粒的方法，使混合物溶液在200～900℃的温度条件下形成球状颗粒，并将所得球形颗粒在400～900℃的氮气中热处理，形成锂离子电池活性电极材料。该活性电极材料中分布着导电的碳网络，并具有多孔结构，从而具有良好的锂离子和电子传输通道；利用该材料做成的锂离子电池，具有高比容量、大电流充放电和高循环稳定性。本发明中喷雾法制备锂离子电池电极材料的制备方法容易大批量生产，通用于各种高性能锂离子电池电极材料。
文档编号H01M4/525GK102593446SQ20121004250
公开日2012年7月18日 申请日期2012年2月22日 优先权日2012年2月22日
发明者卢云峰, 贾希来, 魏飞 申请人:清华大学