专利名称：一种锂离子动力电池的复合正极材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子动力电池的复合正极材料及其制备方法， 特别是一种可高倍率充放电的大功率、长寿命锂离子动力电池的复合 正极材料配方及其制备方法。
背景技术：
随着全球科学技术和经济的不断发展以及人类生活水平的进一 步提高，众多资料显示，全球人类正面临着严峻的两难困境传统的 不可再生的能源，如石油、煤炭等逐渐枯竭；燃烧传统燃料排放的气 体，对人类生存环境造成严重污染。因此，全世界的有识之士都将各 种交通工具的可持续发展战略，定在由燃油转向零排放的清洁环保电 动交通工具上。
未来的能源取向应该是化学电源及氢能，其中锂离子动力电池是 一种最具潜力的化学电源。锂离子动力电池具有单体电池电压高、无 污染、体积小、重量轻、能量密度大、自放电率低、使用寿命长、无 记忆效应、维护简单等特性，因此，这是当今人类最理想的移动式蓄 电池，处于高速发展的态势。
目前，现有技术制造锂离子动力电池的过程中，仍然使用和小功 率电池一样的原材料如钴酸锂等，这种材料对温度变化比较敏感，受热时，它可能会产生热失控，甚至会起火、爆炸，并且现有工艺制造 的产品的正极材料振实密度、比容量和热分解温度都达不到理想的效 果，在生产过程中使用的化学有机溶剂还大大影响环境甚至生产工作 人员的健康。
发明内容
本发明为解决上述问题而发明的一种安全环保高效的新型复合 正极材料。
本发明的目的的实现是由以下技术方案实现的锂离子动力电池 的复合正极材料由以下的各组份按质量分数配比而成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%。
本发明的目的还可以通过以下步骤实现首先按重量配比称取各
个配料，然后将配料加溶剂后球磨与均质，均质完成后进行浓縮并喷 雾干燥。将得到的半成品压铸、煅烧与检测，将煅烧检测后产物机械 破碎后，通过气流粉碎分级，最后抽样测定，经调质后再检测，合格 后产品包装入库。
本发明还可以通过以下措施实现，在制备过程中，加入的溶剂为
纯水，溶剂的用量是与配料的固液比在1:0. 66-1:0. 79之间。。 本发明和现有技术相比具有以下优点 1.该复合正极材料采用多种原材料混合、球磨、均质、干燥、 压铸、并在氮气保护下高温煅烧而成，该工艺制成的产品大大提高了
正极材料的振实密度、比容量和热分解温度。
2. 该复合正极材料添加了稀士元素和有机物质，进一步提高了 该正极材料基本微粒的内部和外部的导电性能。
3. 该复合正极材料的生产工艺和使用该材料做电池时，均不使
用化学有机物质作溶剂，而是采用纯H20作为溶剂。本项目创新不仅
降低了产品的生产成本，更重要的是避免了有毒有害物质污染环境， 极有利于确保操作工人的身心健康。
4. 使用该复合正极材料制造的可高倍率充放电的大功率、长寿
命锂离子动力电池，比使用目前正极材料制成的动力电池的电性能均 优越，特别是大大提高安全性能和循环寿命。
图l是本发明的工艺流程图。
具体实施例方式
实施一
如图1所示，复合正极材料的制作方法(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%称取各个配料；(2)用水作为溶剂和配料按固液体比 1:0. 66-1:0. 79混合后球磨与均质；(3)将液体浓縮后喷雾干燥； (4)将得到的半成品压铸、煅烧并检测；(5)将煅烧后检测的产物 机械破碎后，通过气流粉碎分级；(6)抽样测定，如有需要调质后 再检测；(7)合格后产品包装入库。
实施二:
如图l所示复合正极材料的制作方法(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%称取各个配料；(2)用 水作为溶剂和配料按固液体比1:0. 66-1:0. 79混合后球磨与均质；
(3)将液体浓縮后喷雾干燥；(4)将得到的半成品压铸、煅烧并检 测；(5)将煅烧后检测的产物机械破碎后，通过气流粉碎分级；(6) 抽样测定，如有需要调质后再检测；(7)合格后产品包装入库。
实施三:
如图l所示复合正极材料的制作方法:(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%称取各个配料；(2)用 水作为溶剂和配料按固液体比1:0. 66-1:0. 79混合后球磨与均质；
(3)将液体浓縮后喷雾干燥；(4)将得到的半成品压铸、煅烧并检 测；(5)将煅烧后检测的产物机械破碎后，通过气流粉碎分级；(6) 抽样测定，如有需要调质后再检测；(7)合格后产品包装入库。实施四:
如图l所示复合正极材料的制作方法:(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%称取各个配料；(2)用水作为溶剂和配料按固液体比 1:0.66-1:0. 79混合后球磨与均质；(3)将液体浓縮后喷雾干燥； (4)将得到的半成品压铸、煅烧并检测；(5)将煅烧后检测的产物 机械破碎后，通过气流粉碎分级；(6)抽样测定，如有需要调质后 再检测；(7)合格后产品包装入库。
尽管对本发明的特征及其优势已经描述了很多，然而可以理解的 是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和 技术构思做出其他各种相应的改变，而所有这些改变都应属于本发明 的权利要求的保护范围。
权利要求
1、一种锂离子动力电池的复合正极材料，其特征在于所述的复合正极材料由以下的各组份按质量分数配比而成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、 根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于所述的 复合正极材料由以下的各组份按质量分数配比而成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、 根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于所述的 复合正极材料由以下的各组份按质量分数配比而成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、 根据权利要求1所述的复合正极材料，其特征在于所述的 复合正极材料由以下的各组份按质量分数配比而成FeC204 49%; Cfi06H12 :3. 8%; Mn02 :7%; YA:O. 12%; LiH2P04: 40%; Mg(0H)2 :0. 08%。
5、 一种锂离子动力电池的复合正极材料制备方法，其特征在于 它是以下步骤进行(1)按重量配比称取各个配料；(2)将 配料加溶剂后球磨与均质；(3)浓縮后喷雾干燥；(4)将得 到的半成品压铸、煅烧与检测；(5)将煅烧后产物机械破碎后， 气流粉碎分级；(6)抽样测定，并且调质后再检测；(7)合 格后产品包装入库。
6、 根据权利要求5所述的复合正极材料制备方法，其特征在于 制备中所采用的溶剂为水，固液比在1:0.66-l:0.79之间。
全文摘要
本发明公开一种锂离子动力电池的复合正极材料及其制备方法，复合正极材料由以下的各组份通过制备方法按质量分数配比而成FeC<sub>2</sub>O<sub>4</sub>·H<sub>2</sub>O48.50％-56.59％；C<sub>6</sub>O<sub>6</sub>H<sub>12</sub>3.64％-5.72％；MnO<sub>2</sub>6.92％-9.68％；Y<sub>2</sub>O<sub>3</sub>0.08％-0.13％；LiH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub>36.10％-42.20％；Mg(OH)<sub>2</sub>0.04％-0.09％。这种正极材料具有环保、高效、寿命长等优点。
文档编号H01M4/36GK101183713SQ20071012417
公开日2008年5月21日 申请日期2007年10月26日 优先权日2007年10月26日
发明者刘雪田, 曾照强, 钟馨稼, 雷如清 申请人:深圳市雷天电源技术有限公司