【技术实现步骤摘要】
一种复合正极材料、制备方法、二次电池
[0001]本申请涉及锂离子电池
，尤其涉及一种复合正极材料、制备方法、二次电池。
技术介绍
[0002]锂离子电池正极材料中，相比镍钴锰酸锂的三元正极材料，磷酸盐正极材料如磷酸铁锂、磷酸锰铁锂等具备低成本、结构和性质稳定的优点，在电动汽车、储能等市场领域的应用潜力很大。
[0003]但是，磷酸盐正极材料的低电导率限制了其倍率和循环性能。针对导电率低的问题，人们经常采用金属离子掺杂、表面包覆、纳米化等改性手段。目前表面包覆主流的做法是在磷酸盐正极材料颗粒的表面包覆碳层，一般是有机物热分解碳化后形成的碳层，属于原位碳包覆，然而这种碳层对于材料的电导率改善十分有限，此外，正极材料通过这种原位碳包覆后，比表面积往往会增加，再制成二次电池不利于提高电池的循环寿命、能量密度和充放电效率。
[0004]一些专利提出了气相沉积方法，在原有碳层的基础上利用有机气体在高温下碳化再包覆一层石墨化程度更高的沉积碳，达到提高材料电导率的目的。但这种方式在工业化量产时存在一系列问题，采用的碳源一般以雾化(分散液滴状，液滴体积微小)或气态通入，在实际生产中添加方式受到的限制较大，需要额外投入设备进行液体雾化或气化，成本高，且该些碳源雾化或气态为易燃物，具有相当大的危险性；并且烧结过程中雾化或气态的碳源需要保持流动状态，会导致相当一部分未及时反应或未及时包覆，因此利用率低，用量大，且对工艺要求高，难以精确控制沉积效果，从而导致碳层不均匀，比表面积依然相对高。
技术实现思路
>[0005]本申请的目的在于提供一种复合正极材料、制备方法，旨在解决现有技术中正极材料碳包覆改性存在工艺难精确控制，形成的包覆层比表面积增大、对电导率改善有限的问题。
[0006]本申请的另一目的在于提供一种二次电池，旨在解决现有技术中正极材料制得二次电池倍率和循环性能差的问题。
[0007]为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：
[0008]第一方面，本申请提供一种复合正极材料的制备方法。本申请制备方法包括如下步骤：
[0009]将包括正极材料的前驱体颗粒采用第一碳源进行包覆处理，包覆前驱体颗粒，得到复合颗粒；
[0010]将包括复合颗粒与第二碳源进行烧结处理，得到复合正极材料；
[0011]其中，第一碳源包括非挥发性碳源；第二碳源包括固态挥发性碳源。
[0012]本申请制备方法通过引入固态挥发性碳源，与非挥发性碳源相结合，经烧结处理
得到碳包覆层包覆正极材料颗粒。其中，第一碳源原位碳化形成碳材料骨架结构，固态挥发性碳源经挥发并碳化后形成的CVD(化学气相沉积)沉积碳填充并改善了碳包覆层的孔隙结构，还会在复合正极材料所含各颗粒间形成碳连接网络，从而降低了材料的比表面积，同时改善了制得材料颗粒的碳包覆层导电网络以及颗粒间的导电网络。因此本申请制备方法可以制得低比表面积、高电导率的正极材料，用于锂离子二次电池有利于提高电池的倍率性能和循环性能。相比现有沉积碳改性的方法，本申请制备方法中的固态挥发性碳源不需要保持流动状态持续加入，所以烧结处理不需要额外提供雾化或气化装置，降低了成本；安全性更高；在相同降电阻率效果下，固态挥发性碳源提高了利用率，添加量相比雾化或气态碳源会更少，更加节省原材料；且可以更好地调控沉积效果，提高与原位碳的复配增效作用。本申请制备方法更适合工业化量产，工艺可控，制得的复合正极材料结构和物化性质稳定。
[0013]第二方面，本申请提供一种复合正极材料。本申请复合正极材料由包括本申请制备方法制得。
[0014]本申请复合正极材料因由包括本申请制备方法制得，所以包括原位碳化形成的碳材料骨架结构，还包括固态挥发性碳源形成的CVD沉积碳填充并改善了碳包覆层的孔隙结构，还会在复合正极材料所含各颗粒间形成碳连接网络，从而降低了材料的比表面积，同时改善了碳包覆层导电网络以及颗粒间的导电网络。因此本申请复合正极材料具有低比表面积、高电导率的有益效果，用于锂离子二次电池有利于提高电池的倍率性能和循环性能。
[0015]第三方面，本申请提供一种二次电池。本申请二次电池包括正极和负极，正极所含活性材料包括本申请制备方法制得的复合正极材料，或包括本申请复合正极材料。
[0016]本申请二次电池中的正极所含活性材料因包括本申请复合正极材料，赋予正极活性材料具有低比表面积、高电导率的性质，从而本申请二次电池具有优异的倍率性能和循环性能。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本申请一实施例提供的复合正极材料制备方法的流程图；
[0019]图2是本申请一实施例提供的复合正极材料的结构示意图；
[0020]其中，附图标记如下：
[0021]1‑
核体；2
‑
碳包覆层。
具体实施方式
[0022]为了使本申请要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0023]本申请中，术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数
或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0024]本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a,b,或c中的至少一项(个)”，或，“a,b,和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a,b,c,a
‑
b(即a和b),a
‑
c,b
‑
c,或a
‑
b
‑
c，其中a,b,c分别可以是单个，也可以是多个。
[0025]应理解，在本申请的各种实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，部分或全部步骤可以并行执行或先后执行，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
[0026]在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0027]本申请实施例说明书中所提到的相关成分的重量不仅仅可以指代各组分的具体含量，也可以表示各组分间重量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施例说明书相关组分的含量本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将包括正极材料的前驱体颗粒采用第一碳源进行包覆处理，包覆所述前驱体颗粒，得到复合颗粒；将包括所述复合颗粒与第二碳源进行烧结处理，得到复合正极材料；其中，所述第一碳源包括非挥发性碳源；所述第二碳源包括固态挥发性碳源。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第二碳源与所述复合颗粒是接触或非接触的在加热腔体中共同进行所述烧结处理。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述第二碳源与所述复合颗粒的质量比为(0.1：99.9)～(40：60)；和/或所述第一碳源占所述复合颗粒质量的0.1％～30％；和/或所述前驱体颗粒包括磷酸盐正极材料的前驱体颗粒；和/或所述前驱体颗粒包括磷酸锰铁锂的前驱体颗粒、磷酸铁锂的前驱体颗粒、磷酸锰锂的前驱体颗粒和磷酸钒锂的前驱体颗粒中的至少一种；和/或所述前驱体颗粒中掺杂有铝、镁、铜、铬、锌、钒、钛、铌、锆元素中的至少一种。4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述第二碳源包括苯甲酸、水杨酸、樟脑、萘及其衍生物、菲及其衍生物、蒽及其衍生物的至少一种；和/或所述第二碳源的升华温度小于或等于碳化温度；和/或所述第二碳源的碳化温度小于或等于所述烧结处理的烧结温度。5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述烧结处理的条件包括如下(1)至(3)中的至少一者：(1)以0.5～20℃/min的升温速率升至所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐荣益，李亨利，孔令涌，李意能，
申请(专利权)人：佛山市德方纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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