C - Chemistry – Metallurgy – 01 – B
Patent
C - Chemistry, Metallurgy
01
B
C01B 25/37 (2006.01) H01M 4/58 (2006.01)
Patent
CA 2613926
The present invention relates to lithium secondary batteries and more specifically to positive electrode materials operating at potentials greater than 2.8 V vs. Li+/Li in nonaqueous electrochemical cells. In particular, the invention relates to crystalline nanometric carbon- free olivine-type LiFePO4 powders with enhanced electrochemical properties. A direct precipitation process is described for preparing crystalline LiFePO4powder, comprising the steps of: - providing a water-based mixture having at a pH between 6 and 10, containing a water -miscible boiling point elevation additive, and Li(I), Fe(II) and P(V) as precursor components; - heating said water-based mixture to a temperature less than or equal to its boiling point at atmospheric pressure, thereby precipitating crystalline LiFePO4 powder. An extremely fine 50 to 200 nm particle size is obtained, with a narrow distribution. The fine particle size accounts for excellent high-drain properties without applying any carbon coating. This allows for a significant increase in the active material content of the electrode. The narrow distribution facilitates the electrode manufacturing process and ensures a homogeneous current distribution within the battery.
La présente invention concerne des batteries secondaires de lithium et plus précisément des matériaux d~électrode positive fonctionnant à des potentiels supérieurs à 2,8 V vs. Li+/Li dans des piles électrochimiques non aqueuses. L~invention porte en particulier sur des poudres de LiFePO4 nanométrique cristallin de type olivine dépourvu de carbone présentant des propriétés électrochimiques renforcées. Le processus de précipitation direct destiné à la préparation de la poudre de LiFePO4 cristallin, comprend les étapes suivantes : - l~apport d~un mélange à base d~eau dont le pH se situe entre 6 et 10, contenant un additif miscible à l~eau permettant d~augmenter le point d~ébullition, ainsi que du Li(I), Fe(II) et P(V) en tant que composants précurseurs ; - le chauffage dudit mélange à base d~eau à une température inférieure ou égale au point d~ébullition à pression atmosphérique, précipitant ainsi la poudre de LiFePO4 cristallin. On obtient alors une particule extrêmement fine dont la taille se situe dans une plage comprise entre 50 et 200 nm, avec une distribution étroite. La taille de la particule fine induit d~excellentes propriétés de débit élevé sans avoir à appliquer de revêtement en carbone. Ceci permet d~augmenter de manière significative la teneur de la matière active de l~électrode. La distribution étroite facilite le procédé de fabrication de l~électrode et assure une distribution homogène du courant dans la batterie.
Delacourt Charles
Masquelier Christian
Poizot Philippe
Centre National de La Recherche Scientifique
Macrae & Co.
Umicore
LandOfFree
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Profile ID: LFCA-PAI-O-1462891