(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 103700848 A (43)申请公布日 2014.04.02 |
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(21)申请号 CN201210369066.9
(22)申请日 2012.09.27
(71)申请人 比亚迪股份有限公司
地址 518118 广东省深圳市坪山新区比亚迪路3009号
(72)发明人 田野 周耀华
(74)专利代理机构
代理人
(51)Int.CI
H01M4/58
H01M4/136
H01M10/0525
(54)发明名称
(57)摘要
本发明提供了一种锂离子电池正极材料及含有该正极材料的锂离子电池正极和电池。该正极材料包括磷酸铁锂正极活性材料和磷酸铁，其中，磷酸铁的颗粒一次粒径不低于20微米。通过将大颗粒的磷酸铁与磷酸铁锂正极活性材料混合用于正极材料中时制备的电池本身防过放能力优异，制备的电芯放电至2.0V以后，继续放电接近0V，正极电位曲线的下降趋势趋于平缓，负极电位曲线尚未上升过高（一般不高于1.5V），两电位曲线即接近或相交于0V。不仅可以防止过放，保障单体电芯的安全，而且可以实现低势能或不带电的安全运输。 | |
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法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，该正极材料包括磷酸铁锂正极活性材料和磷酸铁，所述磷酸铁的颗粒一次粒径不低于20微米。 2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述磷酸铁的颗粒一次粒径为30~50微米。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，相对于100重量份的磷酸铁锂正极活性材料，所述磷酸铁的含量为5-20重量份。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，相对于100重量份的磷酸铁锂正极活性材料，所述磷酸铁的含量为8-12重量份。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述正极材料还包括含锂添加剂，所述含锂添加剂选自Li<sub>x1</sub>Ni<sub>y1</sub>Mn<sub>z1</sub>O<sub>2</sub>、Li<sub>x2</sub>M1<sub>y2</sub>O<sub>z2</sub>、硅酸盐系正极活性材料或Li<sub>x3</sub>M2（WO<sub>z3</sub>）中的一种或几种，其中，0.8≤x1≤2，0≤y1＜1，0≤z1＜1；0.8≤x2≤7，0＜y2≤ 5，0＜z2 ≤ 8；0.8≤x3≤7，2 ≤ z3 ≤ 4；M1为Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Zn、Ti、V、Al或Mg中的一种或几种；M2为Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Zn、Ti、V、Al或Mg中的一种或几种，W为V、Mo、Ti、Nb、Zn、Sn、B、Y、Ge或As中的一种或几种，相对于100重量份的磷酸铁锂正极活性材料，所述含锂添加剂的含量不高于15重量份。
6.根据权利要求5所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，相对于100重量份的磷酸铁锂正极活性材料，所述含锂添加剂的含量为8-10重量份。
7.根据权利要求5所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述含锂添加剂选自Li<sub>0.95</sub>Ni<sub>0.84</sub>Mn<sub>0.21</sub>O<sub>2</sub>、LiNi<sub>0.
5</sub>Mn<sub>0.5</sub>O<sub>2</sub>、Li<sub>2</sub>NiO<sub>2</sub>、Li<sub>1.01</sub>Ni<sub>0.85</sub>Mn<sub>0.15</sub>O<sub>2</sub>、Li<sub>1.01</sub>Ni<sub>0.89</sub>Mn<sub>0.1</sub>O<sub>2</sub>、Li<sub>1.076</sub>Ni<sub>0.628</sub>Mn<sub>0.624</sub>O<sub>2</sub>、Li<sub>1.2</sub>Ni<sub>0.2</sub>Mn<sub>0.6</sub>O<sub>2</sub>、Li<sub>3</sub>FeO<sub>3</sub>、Li<sub>5</sub>FeO<sub>4</sub>、Li<sub>2</sub>Mn<sub>2</sub>O<sub>4</sub>、Li<sub>2</sub>MnO<sub>3</sub>、Li<sub>2</sub>CuO<sub>2</sub>、Li<sub>2</sub>FeSiO<sub>4</sub>、Li<sub>2</sub>MnSiO<sub>4</sub>、Li<sub>2</sub>CoSiO<sub>4</sub>、Li<sub>2</sub>NiSiO<sub>4</sub>、LiFeBO<sub>3</sub>、Li<sub>1.2</sub>NiVO<sub>4</sub>、LiFeMoO<sub>4</sub>、LiCoTiO<sub>4</sub>或LiMnSnO<sub>4</sub>中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述正极材料还包括碳，所述碳的比表面积不小于50m<sup>2</sup>/g。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，相对于100重量份的磷酸铁锂正极活性材料，所述碳的含量为5-15重量份；所述碳的比表面积为200~600m<sup>2</sup>/g。
10.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述磷酸铁锂正极活性材料的颗粒一次粒径不高于10微米。
11.一种锂离子电池正极，其特征在于，所述正极包括正极导电基体及附着在正极导电基体上的正极材料，所述正极材料包括权利要求1-10任意一项所述的正极材料。
12.一种锂离子电池，其特征在于，包括壳体及密封于壳体内的电极组和电解液，所述电极组包括正极、负极及位于正极和负极之间的隔膜，其中，所述正极为权利要求11所述的锂离子电池正极。
13.根据权利要求12所述的锂离子电池，其特征在于，所述正极材料包括含锂添加剂，所述含锂添加剂选自Li<sub>x1</sub>Ni<sub>y1</sub>Mn<sub>z1</sub>O<sub>2</sub>、Li<sub>x2</sub>M1<sub>y2</sub>O<sub>z2</sub>、硅酸盐系正极活性材料或Li<sub>x3
</sub>M2（WO<sub>z3</sub>）中的一种或几种，其中，0.8≤x1≤2，0≤y1＜1，0≤z1＜1；0.8≤x2≤7，0＜y2≤ 5，0＜z2 ≤ 8；0.8≤x3≤7，2 ≤ z3 ≤ 4；M1为Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Zn、Ti、V、Al或Mg中的一种或几种；M2为Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Zn、Ti、V、Al或Mg中的一种或几种，W为V、Mo、Ti、Nb、Zn、Sn、B、Y、Ge或As中的一种或几种；（所述磷酸铁锂正极活性材料的首次充电容量+所述含锂添加剂的预充容量）*安全系数=负极的首次充电容量，其中，安全系数大于等于0.8 小于等于1.4。
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