本发明涉及二次电池,尤其涉及一种锂离子电池用磷酸铁锂复合材料及其制备方法和锂离子电池。
背景技术:
1、锂离子电池已广泛应用于各种电子产品中,因其优良的性能和较高的能量密度而受到市场的青睐。锂离子电池的各组成成分都与电池性能息息相关,其中,磷酸铁锂正极材料最为重要的一个组成。
2、磷酸铁锂作为正极材料制成的锂离子电池作为一种高性能、高稳定性的电池,在现代社会得到广泛的应用。然而,磷酸铁锂电池在实际运行过程中,正极材料会发生结构变化,例如结晶度、晶粒尺寸的变化等,会影响电池的性能表现,其中容量爬升就是一种常见的现象。容量爬升是指电池在循环初期,其容量表现出一种逐步上升的趋势,导致电池的初始容量与最终容量之间存在巨大的偏差。
3、目前,已有一些方法用于解决磷酸铁锂电池容量爬升的问题,其中包括优化正极材料、加入导电剂、调整负极材料等。然而,这些方法仍然存在一些缺陷,并且不能完全解决容量爬升问题。
4、因此,确有必要提供一种磷酸铁锂复合材料来解决磷酸铁锂电池容量爬升的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于:提供一种锂离子电池用磷酸铁锂复合材料,在磷酸铁锂粉末中加入氟代化合物,降低磷酸铁锂正极材料的晶粒尺寸变化,增强正极材料与电解液的浸润,促进离子传输,进而抑制容量爬升的发生,缩减了磷酸铁锂电池初始容量与最大容量的差距。
2、为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
3、一种锂离子电池用磷酸铁锂复合材料,包括:氟代化合物和磷酸铁锂粉末。
4、优选的,所述氟代化合物为氟代烷烃、氟代烷基磺酰胺、氟代烷基乙醇及其衍生物中的至少一种。
5、优选的,所述氟代化合物占总质量的比为0.1~10%,所述磷酸铁锂粉末占总质量的比为90~99.9%。
6、优选的,所述磷酸铁锂复合材料的含氟量为0.1~10%
7、本发明提供一种锂离子电池用磷酸铁锂复合材料的制备方法,包括以下步骤:
8、(1)称取磷酸铁锂粉末与氟代化合物;
9、(2)将磷酸铁锂粉末与氟代化合物混合均匀,研磨2~4h,在惰性气氛中于200~300℃煅烧4-8h,得到磷酸铁锂复合材料。
10、本发明还提供一种锂离子电池,包括负极片、隔膜、电解液、电池壳和正极片,其中,正极片的活性物质为上述的磷酸铁锂复合材料。
11、本发明的有益效果在于:(1)本发明通过在磷酸铁锂粉末中加入氟代化合物得到磷酸铁锂复合材料,可以降低磷酸铁锂正极材料的晶粒尺寸变化,增强正极材料与电解液的浸润,促进离子传输,进而抑制容量爬升的发生,缩减了磷酸铁锂电池初始容量与最大容量的差距。
12、(2)氟代化合物含有高活性的氟离子,可以与磷酸铁锂正极材料中的铁离子发生缔合反应,形成一种氟离子掺杂的过渡金属氧化物,这种过渡金属氧化物具有良好的电化学性能,可以提高电池的稳定性和循环寿命。
13、(3)氟代化合物还可以提高电极材料的导电性能,促进正极材料的电子传递速率,进一步提高了电池的性能表现。因此,加入氟聚合物对于降低磷酸铁锂电池在循环初期的容量爬升具有显著的效果。
1.一种锂离子电池用磷酸铁锂复合材料,其特征在于,包括:氟代化合物和磷酸铁锂粉末。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池用磷酸铁锂复合材料,其特征在于,所述氟代化合物为氟代烷烃、氟代烷基磺酰胺、氟代烷基乙醇及其衍生物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池用磷酸铁锂复合材料,其特征在于,所述氟代化合物占总质量的比为0.1~10%,所述磷酸铁锂粉末占总质量的比为90~99.9%。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池用磷酸铁锂复合材料,其特征在于,所述磷酸铁锂复合材料的含氟量为0.1~10%。
5.一种锂离子电池用磷酸铁锂复合材料的制备方法,包括以下步骤:
6.一种锂离子电池,其特征在于,包括负极片、隔膜、电解液、电池壳和正极片,其中,正极片的活性物质为权利要求1-4一项的磷酸铁锂复合材料。
