TWI405825B - 鋰離子電池改性劑及其製備方法，以及該改性劑的應用 - Google Patents

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Description

鋰離子電池改性劑及其製備方法，以及該改性劑的應用
本發明涉及一種電池改性劑及其製備方法，以及該改性劑的應用，尤其涉及一種鋰離子電池改性劑及其製備方法，以及該改性劑在鋰離子電池中的應用。
目前，隨著電動汽車及可擕式電子設備如手機、數碼相機和筆記本電腦等的迅猛發展，市場對高功率、高能量密度電池的需求越來越大。鋰離子電池係迄今為止已經實用化的電池中電壓最高、能量密度最大的電池，具有良好的發展前景。
鋰離子電池主要由電極、隔膜以及電解液構成。其中，鋰離子電池的發展很大程度上取決於電極活性材料性能的提高。目前，鋰離子電池的正極活性材料主要有LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4以及LiFePO4等；負極活性材料主要為碳材料如石墨等。傳統電極的製作方法將電極活性材料顆粒與導電劑以及黏結劑混合在一起製成漿料然後塗覆於集流體表面，並熱處理塗覆後的集流體製成電極。然，這種電極穩定性不高，致使鋰離子電池充放電性能較差，此外，應用該電極的鋰離子 電池在較高溫度下的循環過程中容量衰減較為嚴重。
造成鋰離子電池性能下降的原因之一為承載電極活性材料的集流體如鋁箔等在鋰離子電池充放電過程中易被腐蝕，從而使鋰離子電池的穩定性降低。目前已有文獻報導將磷酸鋁包覆於鋰離子電池正極活性物質表面，提高鋰離子電池正極的熱穩定性(請參閱文獻“Correlation between AlPO4 nanoparticle coating thickness on LiCoO2 cathode and thermal stablility”J.Cho,Electrochimica Acta 48(2003)2807-2811)。然，上述將磷酸鋁包覆正極活性物質的方法無法簡單的適用於處理鋰離子電池集流體。這主要係由於上述方法利用吸附的作用，使小的磷酸鋁顆粒吸附在較大的正極活性物質顆粒表面。而鋰離子電池集流體為宏觀片材，磷酸鋁顆粒難以藉由吸附的方式在鋰離子電池集流體表面形成均勻磷酸鋁層。
有鑒於此，提供一種鋰離子電池改性劑及其製備方法，以及將該鋰離子電池改性劑應用到鋰離子電池中來提高鋰離子電池的穩定性實為必要。
一種鋰離子電池改性劑，該改性劑包括含磷酸根的磷源、三價鋁源以及金屬氧化物在液相溶劑中的混合。
一種鋰離子電池改性劑在鋰離子電池中的應用，該改性劑包括含磷酸根的磷源、三價鋁源以及金屬氧化物在液相溶劑中的混合。
一種鋰離子電池改性劑的製備方法，該方法包括提供含磷酸根的磷源、三價鋁源和一金屬氧化物，以及在液相溶劑中混合該磷源、鋁源和所述金屬氧化物，反應生成一澄清溶液。
相較於先前技術，本發明給出了一種鋰離子電池改性劑，利用該改性劑可以提高鋰離子電池的穩定性。以鋰離子電池集流體為例，由於該改性劑為一種澄清溶液，易於均勻塗覆於集流體表面，經過熱處理等可在集流體表面形成均勻的保護膜，從而保護該集流體免受鋰離子電池電解液等的腐蝕，另外由於形成的所述保護膜很薄，因此不會影響集流體的導電性。
100‧‧‧鋰離子電池電極
102，200‧‧‧鋰離子電池集流體
104‧‧‧電極材料層
202‧‧‧金屬片
106，206‧‧‧保護膜
圖1為本發明實施例鋰離子電池電極結構側視示意圖。
圖2為本發明實施例鋰離子電池集流體結構側視示意圖。
圖3為傳統鋰離子電池集流體的SEM照片。
圖4為本發明實施例鋰離子電池集流體的SEM照片。
以下將結合附圖詳細說明本發明實施例鋰離子電池改性劑及其製備方法以及該改性劑在鋰離子電池中的應用。
本發明實施例提供一種鋰離子電池改性劑，該改性劑包括含磷酸根的磷源、三價鋁源以及金屬氧化物在液相溶劑中的混合。
該磷酸根可為正磷酸根(PO4 3-)、磷酸二氫根(H2PO4 -)及磷酸 一氫根(HPO4 2-)中的一種或幾種的混合。其中，所述含PO4 3-的磷源可為磷酸(H3PO4)、磷酸三銨((NH4)3PO4)及磷酸鋁(AlPO4)中的一種或複數種；所述含H2PO4 -的磷源可為磷酸二氫銨(NH4H2PO4)及磷酸二氫鋁(Al(H2PO4)3)中的一種或複數種；所述含HPO4 2-的磷源可為磷酸一氫銨((NH4)2HPO4)及磷酸一氫鋁(Al2(HPO4)3)中的一種或複數種。該三價鋁源可為氫氧化鋁(Al(OH)3)、氧化鋁(Al2O3)、磷酸鋁(AlPO4)、磷酸二氫鋁(Al(H2PO4)3)以及磷酸一氫鋁(Al2(HPO4)3)中的一種或複數種。該含磷酸根的磷源和該三價鋁源可同時為AlPO4、Al(H2PO4)3以及Al2(HPO4)3中的一種或幾種。該金屬氧化物包括三氧化鉻(CrO3)、氧化鋅(ZnO)、氧化銅(CuO)、氧化鎂(MgO)、二氧化鋯(ZrO2)、三氧化鉬(MoO3)、五氧化二釩(V2O5)、五氧化二鈮(Nb2O5)及五氧化二鉭(Ta2O5)中的一種或幾種。
該改性劑為一種有一定黏性的澄清溶液。該液相溶劑可為水或N-甲基吡咯烷酮(NMP)等，該磷源、三價鋁源以及金屬氧化物的摩爾比優選為(Al+M)：P=1：2.5至1：4。其中，該Al、M和P分別為該鋁源中的鋁元素、金屬氧化物中的金屬元素以及該磷源中的磷元素的摩爾數。更為優選地，該比例為(Al+M)：P=1：2.5至1：3。當該金屬氧化物為CrO3時，該改性劑為紅色的澄清溶液。可以理解，為利於塗覆形成薄且均勻的塗層，可製備濃度較低的改性劑，或者在使用時將該改性劑稀釋成較小的濃度，所述磷源中的磷酸根、三價鋁源中的 鋁和金屬氧化物中的金屬的總質量佔所述改性劑總體積的比優選為0.02g/ml至0.08g/ml。
該改性劑可均勻塗覆於鋰離子電池集流體表面，並熱處理後形成保護膜。該保護膜的成分為AlxMyPO4以及AlxMy(PO3)3中的一種或該兩種物質的混合物；其中M的價態為k，M可為Cr、Zn、Cu、Mg、Zr、Mo、V、Nb及Ta中的一種或複數種的混合；0<x<1，0<y<1且3x+ky=3。優選地，所述M為Cr，k=3，所述保護膜的成分為AlxCr1-xPO4以及AlxCr1-x(PO3)3中的一種或該兩種的混合。
上述鋰離子電池改性劑可用來提高鋰離子電池的穩定性。以鋰離子電池集流體為例，由於該改性劑為一種澄清溶液，故易於在鋰離子電池集流體表面均勻塗覆，且塗覆後經過乾燥等處理可在該集流體表面形成均勻且薄的保護膜，該保護膜可阻止集流體與鋰離子電池電解液之間的副反應且不影響該集流體的導電性。
本發明實施例進一步提供一種上述鋰離子電池改性劑的使用方法，該方法包括如下步驟：S11，將上述鋰離子電池改性劑塗覆於鋰離子電池集流體表面形成一塗覆層，以及S12，熱處理該塗覆後的鋰離子電池集流體。
在上述步驟S11中，所述鋰離子電池集流體材料可為鋁、銅或鎳等純金屬或含有鋁、銅或鎳等的合金。該鋰離子電池改 性劑可藉由刮塗、刷塗、噴塗、靜電塗覆(electrostatic coating)、黏輥(roll coating)、絲網印刷或提拉法等方式均勻塗覆於所述鋰離子電池集流體表面。該塗覆層不能太厚，太厚會降低該集流體的導電性。所述提拉法可使在所述集流體表面形成的塗覆層均勻連續，且可較好地控制所述塗覆層的厚度，故本發明實施例採用提拉法在該鋰離子電池集流體表面塗覆所述鋰離子電池改性劑。
本發明實施例提拉法的具體過程包括：將該鋰離子電池集流體浸潤到已配置好的所述鋰離子電池改性劑中；然後以一定速度將該浸潤後的鋰離子電池集流體沿與改性劑液面垂直的方向提拉出所述改性劑外。上述浸潤和提拉的步驟可重複複數次來控制所述集流體上塗覆層的厚度以及均勻性。可以理解，上述鋰離子電池集流體浸潤到所述鋰離子電池改性劑中的時間越短以及將該浸漬後的集流體提拉出所述改性劑外的速度越快，形成的所述塗覆層的厚度越薄。
上述步驟S12中，在進行所述熱處理步驟前可進一步包括預先乾燥該塗覆後的鋰離子電池的步驟來蒸乾該塗覆層中的溶劑，該乾燥的方式可為常溫自然晾乾也可為加熱烘乾。
所述熱處理步驟一方面可進一步蒸乾該塗覆層中的溶劑；另一方面可使該蒸乾後的塗覆層轉化為連續的保護膜形成於所述鋰離子電池集流體表面，該保護膜可保護該集流體免受鋰離子電池電解液的腐蝕。所述熱處理的溫度為100℃至350℃，優選地，該溫度為150℃至250℃。熱處理的時間優選為1 小時至3小時。該保護膜的厚度可為10nm至200nm，優選為50nm至60nm。
可以理解，該改性劑不僅可用於保護集流體，只要鋰離子電池中包括該改性劑或將該改性劑熱處理後形成保護膜的應用均在本發明保護範圍內。例如，可將該改性劑應用到電極中來保護電極。
請參閱圖1，本發明實施例提供一種鋰離子電池電極100，其包括鋰離子電池集流體102，電極材料層104以及設置於該電極材料層上的保護膜106。其中，該保護膜106的成分為AlxMyPO4以及AlxMy(PO3)3中的一種或該兩種物質的混合物；其中M的價態為k，M可為Cr、Zn、Cu、Mg、Zr、Mo、V、Nb及Ta中的一種或複數種的混合；0<x<1，0<y<1且3x+ky=3。該保護膜由上述鋰離子電池改性劑製成。
所述鋰離子電池集流體102的材料可為鋁、銅或鎳等純金屬或含有鋁、銅或鎳等的合金。所述電極材料層104包括電極活性材料、導電劑以及黏結劑。所述電極活性材料可為正極活性材料或負極活性材料，所述正極活性材料可由LixCo1-yNyO2，LixMn1-yNyO2或LixFe1-yNyPO4表示，其中0.1≦x≦1.1，0≦y≦0.9，N選自Mn、Cr、Co、Ni、V、Ti、Al、Ga及Mg中的至少一種；所述負極材料可為石墨、有機裂解碳及中間相碳微球(MCMB)中的一種或複數種。所述導電劑可為石墨、乙炔黑及奈米碳管中的一種或複數種；所述黏結劑可為PVDF、聚四氟乙烯(PTFE)及SBR中的一種或複數種。可 以理解，該電極活性材料、導電劑以及黏結劑也可採用其他常用的材料。所述保護膜的成分優選為AlxCr1-xPO4以及AlxCr1-x(PO3)3中的一種或該兩種的混合。
上述鋰離子電池電極100可藉由如下步驟來製備：S21，在鋰離子電池集流體102表面形成一電極材料層104；S22，將該鋰離子電池改性劑塗覆於上述電極材料層104表面形成一塗覆層，以及S23，熱處理該塗覆後的鋰離子電池集流體102，所述塗覆層轉化為保護膜106形成於該電極材料層104表面。
上述步驟S21可進一步包括：將電極活性材料顆粒、導電劑以及黏結劑製成漿料，以及將該漿料塗覆於所述鋰離子電池集流體102表面形成電極材料層104。此外，可對該電極材料層104進行熱處理的步驟來使其更好地黏結於所述鋰離子電池集流體102表面。
上述步驟S22中，由於所述改性劑為一澄清的溶液，故易於在上述電極材料層104表面均勻的塗覆，所述塗覆的方法可為刮塗、刷塗、噴塗、靜電塗覆(electrostatic coating)、黏輥(roll coating)或絲網印刷。該塗覆層不能太厚，太厚會降低該鋰離子電池電極100的導電性。
在上述步驟S23中，所述熱處理一方面可蒸乾該塗覆層中的溶劑；另一方面可使該蒸乾後的塗覆層轉化為連續的保護膜 106形成於所述電極材料層104表面來保護該電極材料層104。所述熱處理的溫度為100℃至200℃，熱處理的時間優選為1小時至3小時。該保護膜106的厚度可為10nm至200nm，優選為50nm至60nm。由於該保護膜106很薄，故對該鋰離子電池電極100的導電性影響不大。
本發明實施例所述鋰離子電池改性劑可藉由如下方法來製備，該方法包括如下步驟：步驟一，提供含磷酸根的磷源、三價鋁源和金屬氧化物，以及步驟二，在液相溶劑中混合該磷源、鋁源和所述金屬氧化物，反應生成一澄清溶液。
上述澄清溶液即為本發明實施例鋰離子電池改性劑。
在上述步驟一中，所述磷酸根可為正磷酸根(PO4 3-)、磷酸二氫根(H2PO4 -)及磷酸一氫根(HPO4 2-)中的一種或幾種的混合。其中，所述含PO4 3-的磷源可為磷酸(H3PO4)、磷酸三銨((NH4)3PO4)及磷酸鋁(AlPO4)中的一種或複數種；所述含H2PO4 -的磷源可為磷酸二氫銨(NH4H2PO4)及磷酸二氫鋁(Al(H2PO4)3)中的一種或複數種；所述含HPO4 2-的磷源可為磷酸一氫銨((NH4)2HPO4)及磷酸一氫鋁(Al2(HPO4)3)中的一種或複數種。該三價鋁源可為氫氧化鋁(Al(OH)3)、氧化鋁(Al2O3)、磷酸鋁(AlPO4)、磷酸二氫鋁(Al(H2PO4)3)以及磷酸一氫鋁(Al2(HPO4)3)中的一種或複數種。優選地，該磷源 中的磷酸根、三價鋁源中的鋁和金屬氧化物中的金屬的總質量佔所述改性劑總體積的比為0.02g/ml至0.08g/ml。可以理解，該含磷酸根的磷源和該三價鋁源可同時為AlPO4、Al(H2PO4)3以及Al2(HPO4)3中的一種或幾種。該金屬氧化物包括三氧化鉻(CrO3)、氧化鋅(ZnO)、氧化銅(CuO)、氧化鎂(MgO)、二氧化鋯(ZrO2)、三氧化鉬(MoO3)、五氧化二釩(V2O5)、五氧化二鈮(Nb2O5)及五氧化二鉭(Ta2O5)中的一種或幾種。本發明實施例中採用H3PO4為所述磷源，該H3PO4的濃度優選為60%至90%；採用Al(OH)3粉末作為所述鋁源；採用CrO3粉末作為所述金屬氧化物。
在上述步驟二中，所述液相溶劑可為水或NMP等；該磷源、三價鋁源以及金屬氧化物的摩爾比優選為(Al+M)：P=1：2.5至1：4。其中，該Al、M和P分別為該鋁源中的鋁元素、該金屬氧化物中的金屬元素以及該磷源中的磷元素的摩爾數。更為優選地，該摩爾比為(Al+M)：P=1：2.5至1：3。
所述在液相溶劑中混合可為將該磷源、鋁源和金屬氧化物同時或逐一加入到該液相溶劑中混合；也可將所述磷源先配置成溶液，再將所述鋁源和所述金屬氧化物同時或先後加入到該磷源溶液中混合。其中，所述鋁源和所述金屬氧化物加入的順序不影響最終的反應生成物。本發明實施例中先配置H3PO4水溶液，然後將Al(OH)3粉末加入到該H3PO4水溶液中，反應一段時間後，生成AlPO4白色懸濁液，接著在該白色懸濁液中加入CrO3粉末，一段時間後，白色懸濁液逐漸消失 ，最終溶液變成一種紅色澄清溶液。
上述步驟二可進一步包括攪拌和/或加熱的步驟來使該磷源、鋁源和金屬氧化物在所述液相溶劑中的混合更加均勻，反應更加完全。所述加熱的溫度優選為60℃至100℃，所述反應的時間優選為2至3小時。
請參閱圖2，本發明實施例利用上述鋰離子電池改性劑製備了一種鋰離子電池集流體200，該鋰離子電池集流體200包括一金屬片202和一保護膜206設置於該金屬片202表面。其中，該保護膜206的成分為AlxMyPO4以及AlxMy(PO3)3中的一種或該兩種物質的混合物；其中M的價態為k，M可為Cr、Zn、Cu、Mg、Zr、Mo、V、Nb及Ta中的一種或複數種的混合；0<x<1，0<y<1且3x+ky=3。
所述金屬片202的材料可為鋁、銅或鎳等純金屬或含有鋁、銅或鎳等的合金。該金屬片202的厚度優選為5μm至60μm，寬度優選為10mm至300mm。所述保護膜206的厚度可為10nm至200nm，優選為50nm至60nm。優選地，所述保護膜206的成分為AlxCr1-xPO4以及AlxCr1-x(PO3)3中的一種或該兩種的混合。
該鋰離子電池集流體200可藉由如下方法製備：S31，提供上述方法製備的鋰離子電池改性劑和金屬片202；S32，將該鋰離子電池改性劑塗覆於該金屬片202表面形成塗覆層，以及 S33，熱處理該塗覆後的金屬片202，上述塗覆層轉化為保護膜206形成於金屬片202表面。
在上述步驟S31中，所述金屬片202可為鋁、銅或鎳等純金屬或含有鋁、銅或鎳等的合金。該金屬片202的厚度優選為5μm至60μm，寬度優選為10mm至300mm。本發明實施例中採用鋁箔作為所述金屬片202。
在上述步驟S32中，可進一步包括先對所述鋰離子電池改性劑進行分散的步驟，該分散的步驟可使所述改性劑易於在該金屬片202表面均勻塗覆。該分散的方式可為攪拌、加入分散劑分散以及超聲分散等方式中的一種或幾種。本發明實施例中為超聲震盪該改性劑。
上述步驟S32可藉由刮塗、刷塗、噴塗、靜電塗覆(electrostatic coating)、黏輥(roll coating)、絲網印刷或提拉法等方式將所述鋰離子電池改性劑均勻塗覆於所述金屬片202表面。該塗覆層不能太厚，太厚會降低該金屬片202的導電性。所述提拉法可使在所述金屬片202表面形成的塗覆層均勻連續，且可較好地控制所述塗覆層的厚度，故本發明實施例採用提拉法來在該金屬片202表面塗覆所述鋰離子電池改性劑。
本發明實施例提拉法的具體過程包括：將該金屬片202浸潤到已配置好的所述鋰離子電池改性劑中；然後以一定速度將該浸潤後的金屬片202沿與改性劑液面垂直的方向提拉出所 述改性劑外。上述浸潤和提拉的步驟可重複複數次來控制所述鋰離子電池集流體200上塗覆層的厚度以及均勻性。可以理解，上述鋰離子電池集流體200浸潤到所述鋰離子電池改性劑中的時間越短以及將該浸漬後的鋰離子電池集流體200提拉出所述改性劑外的速度越快，形成的所述塗覆層的厚度越薄。
上述步驟S33中，在進行熱處理步驟前可進一步包括預先乾燥該塗覆後的金屬片202的步驟來除去該塗覆層中的溶劑，該乾燥的方式可為常溫自然晾乾也可為加熱烘乾。
所述熱處理步驟一方面可進一步蒸乾該塗覆層中的液相溶劑；另一方面可使該蒸乾後的塗覆層轉化為連續的保護膜206形成於該金屬片202表面，該保護膜206可保護該金屬片202免受鋰離子電池電解液的腐蝕。該保護膜206的厚度可為10nm至200nm，優選為50nm至60nm。所述熱處理的溫度為100℃至350℃，優選地，該溫度為150℃至250℃。熱處理的時間優選為1小時至3小時。
由於本發明實施例中所述鋰離子電池改性劑為一種澄清溶液，可較容易地在所述鋰離子電池集流體200的金屬片202表面形成薄且均勻連續的保護膜206，從而能更好地保護所述鋰離子電池集流體200免受腐蝕，且對所述鋰離子電池集流體200的導電性能影響不大。
本發明實施例利用上述方法製備了鋰離子電池改性劑和具有 保護膜的鋰離子電池集流體，並在酸性環境下測試該具有保護膜的鋰離子電池集流體與未塗覆保護膜的鋰離子電池集流體的穩定性。
實施例 鋰離子電池改性劑的製備
將34.5克濃度為85%的H3PO4和14克去離子水加入燒杯中配置成溶液；80℃下磁力攪拌該溶液5分鐘；將5.9克Al(OH)3加入到上述燒杯中，反應2小時，所述燒杯中溶液生成一溶膠狀液體；接著，在該燒杯中加入2.5克CrO3粉末，繼續反應2小時，使燒杯中的產物變為澄清的紅色溶液。
鋰離子電池集流體的製備
本發明實施例利用上述鋰離子電池改性劑來製備具有保護膜的鋰離子電池集流體。本發明實施例中選用鋁箔為所述金屬片，該金屬片的厚度為20μm，寬度為30mm。該鋰離子電池集流體的製備過程為：向上述製備好的鋰離子電池改性劑中加入0.5ml的曲拉通和30ml水，超聲分散20分鐘；然後用提拉法將該改性劑塗覆於鋁箔表面形成塗覆層；接著將該具有塗覆層的鋁箔放入烘箱中80℃下乾燥0.5小時，最後再將該具有塗覆層的鋁箔放入馬弗爐中，於200℃下保溫1小時，即得到本發明實施例製備的具有保護膜的鋰離子電池集流體。所述保護膜的厚度為52nm。所述鋰離子電池改性劑的濃度為0.0432g/ml，該濃度係指上述磷源中的磷酸根、三價鋁源中 的鋁和金屬氧化物中的金屬的總質量佔所述改性劑總體積的比值。
請參閱圖3和圖4，在掃描電鏡下觀察可發現，傳統的鋁集流體表面有許多缺陷的坑洞；而本發明具有保護膜的集流體表面緻密平滑。
測試實驗
將本發明實施例的鋰離子電池集流體與未塗覆所述改性劑的鋁集流體分別放入稀鹽酸溶液中浸泡觀察。本測試實驗中稀鹽酸的濃度為1mol/L。
觀察發現，未塗覆改性劑的鋁集流體放入稀鹽酸中靜置一段時間後產生氣泡，表明該集流體已被腐蝕；而本發明實施例鋰離子電池集流體在稀鹽酸中浸泡4小時後，未發現該集流體表面有氣泡產生，表明該集流體未受到腐蝕。另，將該具有保護膜的集流體進行導電性能測試，證明該集流體仍具有較好的導電性，能夠滿足鋰離子電池集流體的要求。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施例，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡習知本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100‧‧‧鋰離子電池電極
102‧‧‧鋰離子電池集流體
104‧‧‧電極材料層
106‧‧‧保護膜

Claims (18)

  1. 一種鋰離子電池改性劑，其改良在於，該改性劑包括含磷酸根的磷源、三價鋁源以及金屬氧化物在液相溶劑中的混合，所述磷源中的磷酸根、三價鋁源中的鋁和金屬氧化物中的金屬的總質量佔所述改性劑總體積的比為0.02g/ml至0.08g/ml。
  2. 如請求項1所述的鋰離子電池改性劑，其中，所述磷源為磷酸、磷酸三銨、磷酸鋁、磷酸二氫銨、磷酸二氫鋁、磷酸一氫銨以及磷酸一氫鋁中的一種或複數種。
  3. 如請求項1所述的鋰離子電池改性劑，其中，所述鋁源為氫氧化鋁、氧化鋁、磷酸鋁、磷酸二氫鋁以及磷酸一氫鋁中的一種或複數種。
  4. 如請求項1所述的鋰離子電池改性劑，其中，所述磷源與所述鋁源均為磷酸鋁、磷酸二氫鋁以及磷酸一氫鋁中的一種或幾種。
  5. 如請求項1所述的鋰離子電池改性劑，其中，所述液相溶劑為水或N-甲基吡咯烷酮。
  6. 如請求項1所述的鋰離子電池改性劑，其中，所述磷源、所述鋁源以及所述金屬氧化物的摩爾比為(Al+M)：P=1：2.5至1：4，其中，該Al、M和P分別為該鋁源中的鋁元素、該金屬氧化物中的金屬元素以及該磷源中的磷元素的摩爾數。
  7. 如請求項6所述的鋰離子電池改性劑，其中，所述摩爾比為 (Al+M)：P=1：2.5至1：3。
  8. 一種鋰離子電池改性劑在鋰離子電池中的應用，其改良在於，該改性劑包括含磷酸根的磷源、三價鋁源以及金屬氧化物在液相溶劑中的混合，所述磷源中的磷酸根、三價鋁源中的鋁和金屬氧化物中的金屬的總質量佔所述改性劑總體積的比為0.02g/ml至0.08g/ml。
  9. 如請求項8所述的鋰離子電池改性劑在鋰離子電池中的應用，其中，將該鋰離子電池改性劑塗覆於鋰離子電池的集流體表面，以及熱處理該塗覆後的鋰離子電池集流體。
  10. 如請求項9所述的鋰離子電池改性劑在鋰離子電池中的應用，其中，所述塗覆的方法為提拉法。
  11. 如請求項10所述的鋰離子電池改性劑在鋰離子電池中的應用，其中，所述熱處理的溫度為100℃至350℃。
  12. 如請求項8所述的鋰離子電池改性劑在鋰離子電池中的應用，其中，在鋰離子電池集流體表面形成電極材料層；將該鋰離子電池改性劑塗覆於該電極材料層表面，以及熱處理該塗覆後的鋰離子電池集流體。
  13. 如請求項12所述的鋰離子電池改性劑在鋰離子電池中的應用，其中，所述電極材料層中包括電極活性材料，該電極活性材料為正極活性材料或負極活性材料。
  14. 如請求項13所述的鋰離子電池改性劑在鋰離子電池中的應用，其中，所述正極活性材料包括LixCo1-yNyO2，LixMn1-yNyO2或LixFe1-yNyPO4，其中0.1≦x≦1.1，0≦y≦0.9，N選自Mn、Cr、Co、Ni、V、Ti、Al、Ga及Mg中的至少一種。
  15. 如請求項13所述的鋰離子電池改性劑在鋰離子電池中的應用，其中，所述負極活性材料為石墨、有機裂解碳以及中間相碳微球中的一種或複數種。
  16. 一種鋰離子電池改性劑的製備方法，其改良在於，該方法包括：提供含磷酸根的磷源、三價鋁源和金屬氧化物，其中，所述磷源中的磷酸根、三價鋁源中的鋁和金屬氧化物中的金屬的總質量佔所述改性劑總體積的比為0.02g/ml至0.08g/ml，以及在液相溶劑中混合該磷源、鋁源和所述金屬氧化物，反應生成一澄清溶液。
  17. 如請求項16所述的鋰離子電池改性劑的製備方法，其中，所述磷源、所述鋁源以及所述金屬氧化物的摩爾比為(Al+M)：P=1：2.5至1：4，其中，該Al、M和P分別為該鋁源中的鋁元素、該金屬氧化物中的金屬元素以及該磷源中的磷元素的摩爾數。
  18. 如請求項17所述的鋰離子電池改性劑的製備方法，其中，所述摩爾比為(Al+M)：P=1：2.5至1：3。
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