TWI631075B - 鋰過渡金屬磷酸鹽、其製備方法及使用其製備之鋰二次電池 - Google Patents

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Abstract

本發明係關於一種包含奈米棒狀Fe2P結晶之鋰過渡金屬磷酸鹽、其製備方法及使用其製備之鋰二次電池。根據本發明內容，提供了一種包含奈米棒狀Fe2P結晶之鋰過渡金屬磷酸鹽，藉此可使得使用其所製備之鋰二次電池增進高倍率性能及低溫性能。另外，藉由調整燒結過程之排氣條件，使該燒結爐之全部或部份氣流之方向與該燒結之原料傳輸方向相反，藉此提供一種可重複製備包含奈米棒狀Fe2P結晶之鋰過渡金屬磷酸鹽的方法。

Description

鋰過渡金屬磷酸鹽、其製備方法及使用其製備之鋰二次電池
本發明主張韓國專利申請號第10-2013-0167133號，申請日為2013年12月30日之優先權，且該優先權案全文揭示內容以參考方式併入本文中。
本發明係關於一種包含奈米棒狀Fe2P結晶之鋰過渡金屬磷酸鹽及其製造方法，以及一種使用其所製成之鋰二次電池。
由於電子設備的可攜帶性、小型化、輕量化及高性能化使得電子及信息通信工業迅速發展，因此這些電子設備對於一種作為能量來源之具有高容量及高性能表現的鋰二次電池的需求與日俱增。此外，由於電動汽車(EV)或油電混合動力車(HEVs)已付諸實踐，因此對於具有高容量、功率及高度穩定度的鋰離子二次電池應的研究亦已積極進行中。
含有鋰的鈷氧化物(LiCoO2)常被用於作為鋰二次電池的陰極活性材料，此外，含有鋰的錳氧化物例如具有層狀晶體構造的LiMnO2、具有尖晶石結晶構造的LiMn2O4及含有鋰的氧化鎳(LiNiO2)亦常被考慮使用於該用途。
LiCoO2具有各種優異的物理特性，例如循環特性，因而被廣泛使用，但是由於其作為燒結原料之安全性低且由於原始材料鈷的資源限制而導致其價格較高，因而使得其使用作為規模較大的能量來源，例如使用於電動汽車中的應用領域，例如使用於電動汽車中，受到限制。由於結晶結構在充電-放電過程中會崩塌，故LiNiO2具有電池容量急遽降低和熱穩定性低的問題，鋰錳氧化物如LiMnO2及LiMn2O4則具有循環特性較差等等的缺點。
因此，具有橄欖石結晶結構的鋰過渡金屬磷酸鹽，以磷酸鋰鐵(LiFePO4)作為代表，由於其來源、成本及穩定性方面皆符合使用的需求，故成為一種受到注目的材料。
由於LiFePO4形成一種四面體的晶體結構，其中磷(P)與氧(O)在晶體結構中形成一種強大的共價鍵結，使得LiFePO4對於熱及化學物質具有較高的穩定性的優勢存在。LiFePO4及鋰脫嵌之FePO4基本上具有相同的構型，且這兩種材料具有即使鋰離子脫嵌後依然非常穩定的優點，由於其結構的穩定性，使得其即使經過數百個週期後仍幾乎不會出現容量降低的情形。
雖然有上述這些優點存在，具有橄欖石結晶構造的商業化磷酸鋰鐵仍無法輕易獲得。這是由於其仍具有低電子導電率、低離子導電率及具有生產之副作用所產生之雜質等缺點。
為了解決上述的缺點，目前已開發一種利用碳質材料塗層的方式來克服低電子導電率的方法(專利文獻1)，以及一種藉由縮短鋰離子的擴散路徑，使得粒徑大小可以維持極細狀態以克服低離子導電率的方法(專 利文獻2)。
然而，由於磷酸鋰鐵的組成會隨著其製備的方法而有明顯的變化，因此，獲得的產物中含有多餘的組成物或非期望氧化數的過渡金屬等雜質存在是難以克服的一項缺點。這些缺點將導致材料及電池的特性劣化，因而造成生產率、可靠性及經濟效率降低。
例如，專利文獻3內容中記載，作為一個比較例，該比較例中由於LiFePO4在以高溫(1,000℃)進行熱處理分解時，磷化二鐵(Fe2P)為其中所產生的一種雜質，且內容中清楚的描述當使用於鋰離子二次電池的陰極活性材料時，該Fe2P不具有任何功能。
在製備磷酸鋰鐵(LiFePO4)的過程中，除了上述之Fe2P以外，亦可能額外產生Fe2O3及Li3Fe2(PO4)3等雜質。在這樣的情況下所產生的包含鐵的雜質之氧化數大多為+3，這是由於鐵的電結構相較於+2更趨向於具有+3的氧化狀態，所以在燒結的過程中容易氧化。
因此，專利文獻4揭示一種陰離子缺乏的非化學當量鋰過渡金屬多元酸化合物，並且描述可以藉由調控具有-3電荷的磷酸比例來抑制具有+3氧化態的鐵的生成方法。
然而，依據本發明，利用在本技術領域中公知為雜質且減損電池性能的Fe2P結晶，以奈米棒狀的型式生成於鋰過渡金屬磷酸鹽中，具有該結晶的鋰二次電池能夠具有高倍率放電及低溫性能，藉此完成本發明。
引用列表 [專利文獻]
(專利文獻1)JP2003-292309 A
(專利文獻2)JP2002-015735 A
(專利文獻3)KR2012-0093874 A
(專利文獻4)KR2010-0086413 A
本發明之一目的係為提供一種鋰過渡金屬磷酸鹽，其包含奈米棒狀Fe2P結晶。
本發明之另一目的係為提供一種藉由調整燒結爐之排氣條件，可重複製備包含奈米棒狀Fe2P結晶的鋰過渡金屬磷酸鹽的方法。
本發明之另一目的係為提供一種使用一包含鋰過渡金屬磷酸鹽之陽極材料而具有經改良的高倍率性能及低溫性能的鋰二次電池。
於本發明之一實施例中，該包含奈米棒狀Fe2P結晶的鋰過渡金屬磷酸鹽由下列式(I)所示：LiFexM1-xPO4 (I)，其條件為，0<X1；及M係選自Ni、Mn、Co、V、Cr、Cu、Ti及Zr之一或多種。
較佳地，該奈米棒狀Fe2P結晶之長度對厚度之比值為1至200倍，更佳地，該奈米棒狀Fe2P結晶之長度為1μm至10μm，且厚度為50nm至1μm。
於本發明之另一實施例中，提供一種製備如式(I)之鋰過渡金屬磷酸鹽的方法，包含：於燒結爐中進行一熱處理之燒結步驟，該燒結爐依據燒結原料的轉移順序分別為提供一升溫區間、一恆溫區間及一冷卻區間，每一區間包括一個或複數個排氣口，其中，藉由調整一個或複數個排 氣口之排氣量，使該燒結爐之全部或部分氣流之方向與該燒結之原料傳輸方向相反。
依據本發明之實施例，提供該包含奈米棒狀Fe2P結晶之鋰過渡金屬磷酸鹽，使得使用該金屬磷酸鹽之鋰二次電池具有改良的高倍率性能及低溫性能的特性。
藉由在燒結過程中排氣條件的調整，使該燒結爐之全部或部份氣流之方向與該燒結之原料傳輸方向相反，藉此提供一種可重複生成奈米棒狀Fe2P結晶之鋰過渡金屬磷酸鹽的製備方法。
10‧‧‧加熱燒結爐
20‧‧‧反應槽
30‧‧‧反應氣體供應管線
40‧‧‧排氣管
41‧‧‧排氣口
50
圖1為顯示一種製備用於鋰二次電池陰極活性材料的一般燒結設備示意圖。
圖2為一SEM照片，顯示根據實施例1所製備而成之磷酸鋰鐵。
圖3為SEM照片，為圖2的A部分經10倍放大所得。
圖4為SEM照片，為圖2的B部分經10倍放大所得。
圖5為SEM照片，顯示根據比較例1所製備而成之磷酸鋰鐵。
圖6為SEM照片，為將圖5經放大10倍而得。
圖7顯示根據實施例1及2與比較例1及2所得之磷酸鋰鐵之XRD衍射圖之比較。
圖8為圖7中繞射角(2θ)接近47°位置的放大圖。
圖9為圖7中繞射角(2θ)接近40°位置的放大圖。
本發明係關於一種如下列式(I)所示之鋰過渡金屬磷酸鹽，其包含奈米棒狀Fe2P結晶：LiFexM1-xPO4 (I)，其條件為，0<X1；及M係選自Ni、Mn、Co、V、Cr、Cu、Ti及Zr之一或多種。
具體地說，圖2顯示本發明實施例1之磷酸鋰鐵(LiFePO4)之SEM影像，可確認該奈米棒狀Fe2P結晶形成於該磷酸鋰鐵粒子之表面，圖3及圖4為圖2之局部放大圖，由此可更進一步確認該奈米棒狀的形態。
較佳地，該奈米棒狀Fe2P結晶之長度對厚度之比值為1至200倍。特別優選為，當該奈米棒之長度為1μm至10μm，且厚度為50nm至1μm時，即可能增加包含其之鋰過渡金屬磷酸鹽所製造之鋰二次電池之高倍率性能及低溫性能的特性。
參照圖8及圖9，其顯示依據本發明實施例所製備之磷酸鋰鐵的XRD衍射圖案，由此可更進一步確認分別於繞射角(2θ)為40°至40.5°及47°至47.5°範圍時，具有繞射峰。根據該XRD衍射圖案，其中該繞射峰顯示其中具有Fe2P結晶存在，且除了Fe2P及磷酸鋰鐵外，沒有其他繞射峰顯示有其他雜質如Fe2O3或Li3Fe2(PO4)3存在。
鋰過渡金屬磷酸鹽較好具有由如式(I)所示之一次粒子所聚集而成之二次粒子的形態。為了獲得具有優良起始效率及高放電性能之鋰二次電池，其中該二次粒子之比表面積較好為20m2/g至80m2/g。
下文中，將針對本發明之鋰過渡金屬磷酸鹽之製備方法進行詳細的說明。
本發明係關於一種製備如式(I)所示之鋰過渡金屬磷酸鹽的方法，包含：於一燒結爐中進行一熱處理之燒結步驟，該燒結爐依據燒結原料的轉移順序分別為提供一升溫區間、一恆溫區間及一冷卻區間，每一區間包括一個或複數個排氣口，其中，藉由調整一個或複數個排氣口之排氣量，使該燒結爐之全部或部分氣流之方向與該燒結之原料傳輸方向相反。
LiFexM1-xPO4 (I)，其條件為，0<X1；及M係選自Ni、Mn、Co、V、Cr、Cu、Ti及Zr之一或多種。
首先，提供一範例為一般燒結爐設備之結構以供製備鋰二次電池之正極活性材料如圖1所示，並詳述如下。
參照圖1，該燒結設備通常設置有一反應槽20，其可藉由滾筒進行轉移，且設置有多個加熱器(未顯示於圖中)以加熱燒結爐10或反應氣體供應管線30以提供反應氣體或空氣。意即，該燒結反應係藉由將燒結原料填充至反應槽20，提供反應氣體，以及加熱反應槽20，在燒結反應過程中，由熱分解CO2氣體及鋰過渡金屬磷酸鹽而產生雜質。除此之外，由上述方式所產生之二氧化碳氣體或雜質會阻礙陽極材料的促進合成反應，因此該燒結爐10的上方設置了複數個排氣口41以將之排出，而CO2氣體及其他類似氣體便藉由該排氣口41之排氣管40排出。為了使本發明能更輕易理解，圖1僅圖示一個反應槽20，然而基本上會有複數個反應槽20可連續的藉由滾筒送入燒結爐10中以進行燒結反應，且複數個反應槽20可被排列成數行及數列。
於本發明中，發現燒結爐中全部或部份氣流之方向，亦即， 在燒結過程中所生成之CO2氣體或雜質之轉移方向藉由調整燒結爐排氣口之排氣量而被控制為與該燒結之原料傳輸方向相反，使得雜質中的Fe2P粒子於鋰過渡金屬磷酸鹽表面生成奈米棒狀Fe2P結晶。此外，本發明中亦發現當一鋰二次電池由包含奈米棒狀鋰過渡金屬磷酸鹽之陰極活性材料製造時，會增加其高倍率性能及低溫性能的特性，藉此完成本發明。
具體而言，該燒結爐可區分為一升溫區間，於該區間內溫度升高至預定溫度為止，一恆溫區間，於該區間內維持已升高的溫度，一冷卻區間，於該區間內溫度逐漸降低，並依據此順序傳遞燒結原料。
於本發明中，該燒結爐之全部或部份氣流之方向與該燒結之原料傳輸方向相反，其中該燒結爐的每一個排氣口的排氣量皆可任意調整。
優選地，當該升溫區間及恆溫區間的排氣條件受監控時，可形成良好的奈米棒狀Fe2P結晶。具體而言，其中當該溫度上升區間之起始點設定為點I，且該恆溫區間之最終點(該點為恆溫區間與冷卻區間之交界點)設定為點II(見圖1)，調節複數個排氣孔之排氣量以滿足下列方程式(1)至(6)。然而，下列方程式僅為排氣條件的數個例子，本發明之排氣條件不限於此：X>Y (1)
Y>Z (2)
X>Z (3)
其中，X為相對鄰近於點I之排氣孔之排氣量，Z為相對鄰近於點II排氣孔之排氣量，Y為X與Z之間排氣孔之排氣量。
除了上述調整各排氣口之排氣量的方法以外，亦可使用另一方法，使得該燒結爐中之氣流方向由升溫區間至恆溫區間，即藉由調整升溫區間之總排氣量使其大於恆溫區間之總排氣量，而調控該氣流之方向由升溫區間至恆溫區間。
該恆溫區間之熱處理溫度優選為600℃至900℃。當熱處理溫度低於600℃時，會導致一次粒子之結晶度不足且一次粒子間之燒結可能無法完成，導致比表面積大且振實密度減少。結晶度增加的不足及原料不能夠充份穩定，皆使得電池的性能，例如：充電/放電容量、使用壽命和輸出等出現可能劣化的問題。反之，當溫度高於900℃時，則可能產生例如相分解等缺點，而引起過度燒結的結果。
熱處理較好係於具有H2、N2或其混合之還原氣體存在情況下進行，且該H2及N2導入速率較好分別為5至50L/min及250至295L/min。
同時，該鋰過渡金屬磷酸鹽可為一種由一次粒子所聚集而成之二次粒子的形態，可由LiFexM1-xPO4表示(其條件為，0<X1；及M係選自Ni、Mn、Co、V、Cr、Cu、Ti及Zr之一或多種)，且其製作方法可為公知的方法，如固相法、共沉澱法、溶膠-凝膠法、噴霧熱分解法等。
例如，例舉噴霧熱分解法作為一種製備鋰過渡金屬磷酸鹽二次粒子之方法，包括：準備一漿料，為藉由濕式混合一鋰供應源、一磷酸供應源及一鐵供應源而成；噴霧並使該漿料乾燥，噴霧且乾燥後所獲得之粉末作為燒結原料送入燒結爐中並進行熱處理。並可依據需要，將一過渡 金屬(M)供應源亦可在製備過程中加入漿料中並藉由濕式混合與其他供應源混合。
鋰供應源，優選為鋰的氫氧化物或鋰的鹽類，而鋰的氫氧化物包括氫氧化鋰(LiOH)。此外，鋰鹽的實例包括鋰無機酸鹽，例如碳酸鋰(Li2CO3)及氯化鋰(LiCl)，鋰有機酸鹽，例如乙酸鋰(LiCH3COO)和草酸鋰((LiCl)2及其水和物，由上述群組中選擇其中之一或多種較適合使用者。
磷酸供應源，適於選擇選自具有磷酸所組成之群組之一種或多種，例如正磷酸(H3PO4)及偏磷酸(HPO3)、磷酸二氫銨(NH4H2PO4)、磷酸氫二銨((NH4)2HPO4)、磷酸銨((NH4)3PO4)及其水和物。其中，正磷酸、磷酸二氫銨及磷酸氫二銨由於具有相對高純度且組成較容易控制，因此為較適合之化合物。鐵供應源，較佳為選擇其中適合之一或二或多種選自由氯化鐵(II)(FeCl2)、硫酸鐵(II)(FeSO4)、醋酸亞鐵(II)(Fe(CH3COO)2)、磷酸鐵(Fe3(PO4)2)及其水合物所組成之群組。
過渡金屬(M)之供應源沒有特別的限制，只要該供應源為一化合物能夠離子化為包含過渡金屬(M)之鹽類。該供應源較佳為含水化合物。金屬前驅物之的實例包含：硝酸鹽、硫酸鹽、乙酸鹽、碳酸鹽、草酸鹽、鹵化物、氧化物、氫氧化物、醇鹽、其混合物及類似物，其包含M。更佳為，硝酸鹽、硫酸鹽或乙酸鹽。
於製備該漿料時可加入一非離子型介面活性劑，材料可使用本領域中公知為介面活性劑之物質而無限制，例如一或多種選自由曲拉通X-100、乙酸及十六烷基三甲機溴化銨(CTAB)、三(N-胺乙基-胺乙基)鈦酸異丙酯(isopropyltri(N-aminoethyl-aminoethyl)titanate)及3-胺基丙基三乙氧基矽 烷(3-aminopropyltriethoxy-silane)所組成之群組。該介面活性劑為一種添加劑，可提高原料化合物的分散性以促進粒子均勻的形成。
該漿料的製備過程中，該漿料是藉由依據固態化學劑量比混合該鋰供應源、該磷酸供應源、該鐵供應源及該過渡金屬供應源所獲得原料組合物，依據需要可將該固態混合物在分散介質中分散，而後將該混合物利用介質攪拌式粉碎機或其類似機型進行濕式研磨。
該用於濕式研磨的分散介質可為各種有機溶劑及水性溶劑，較佳為水。其中該原料化合物占漿料的總重量比例較好為20重量%至40重量%。當重量比低於20重量%時，該漿料的濃度極低，在藉由噴霧乾燥製備球型粒子時，該粒子可能會變得較所需的大小來得小或較容易破裂，因而可能導致處理的速度變慢。相反的，當重量比高於40重量%時，則需考慮漿料難以維持其均勻性所造成的問題，例如可能在生產線上發生堵塞。
接下來，噴霧及乾燥過程中，一次粒子是藉由一般所知的方法透過噴霧使該漿料乾燥而形成，除此之外，鋰過渡金屬磷酸鹽之二次粒子的形成是藉由一次粒子之聚集所製備而成。
上述的噴霧過程，可使用任何公知用於噴霧乾燥的設備，且種類不受限制。噴霧器一般分為一旋轉圓盤或一噴嘴等類型，其中該噴嘴型又可分為一壓力噴嘴或一雙流體噴嘴。除此之外，所有本領域公知的方法，例如一旋轉式噴霧器、一壓力噴嘴、一氣流噴嘴或一音波噴嘴，皆可使用。
上述噴霧及乾燥該漿料的過程中，噴霧及乾燥該漿料的溫度較好為250至300℃之熱風溫度，而排氣之熱風溫度較好為100至150℃，以增 強粒子的形狀、大小及結晶度。
以下，將利用下述例子對於本發明進行更詳細的說明，但本發明並不限於此。
實施例1
將Li2CO3作為鋰供應源，Fe3(PO4)2．8H2O作為鐵供應源及(NH4)2HPO4作為磷酸供應源，放入純水作為溶劑，利用混合器混和混合30分鐘，而後使用球磨機(球粒大小=0.3mm)研磨並混合20小時。在此，漿料為藉由加入區拉通X-100作為介面活性劑而製成，並進行20小時的研磨。當Li2CO3、Fe3(PO4)2．8H2O及(NH4)2HPO4混合時，Li2CO3、Fe3(PO4)2．8H2O及(NH4)2HPO4以[Li]：[Fe]：[P]為1：1：1之比莫耳比率混合，且區拉通X-100以最終產物LiFePO4之7重量%之重量混合。於該狀況下，固體成分含量占溶劑總重之30重量%。
該漿料使用噴霧及乾燥設備(Dong Jin Spraying Drying Technology Co.,Ltd.,Sprayer Dryer(MD-005R))於熱風溫度285℃下進行噴霧及乾燥且以110℃之熱風溫度排氣。其中該溶劑經由噴霧及乾燥過程而蒸發，且獲得平均粒徑(D50)10μm之二次粒子形態的磷酸鋰鐵(LiFePO4)前驅物。
該前驅物作為燒結原料導入設置有升溫區間/恆溫區間/冷卻區間之燒結爐中。該磷酸鋰鐵(LiFePO4)之前驅物於以2℃/min的升溫速率由常溫升溫至735℃(升溫區間)，維持735℃，14小時(恆溫區間)，再以5℃/min之速率冷卻至450℃(冷卻區間)，而後自然冷卻，獲得具有奈米棒狀Fe2P結晶之磷酸鋰鐵。
當升溫區間與恆溫被劃分為共13個區域時，每一區域之排氣量被調整為如表1所示。本實施例中，於還原氣體H2(4.7%)/N2(95.3%)存在的情況下進行燒結，且於每一個區域所導入的氣體量皆相同。其中H2及N2分別以14L/min及286L/min的速率導入該燒結爐中。
實施例2及比較例1及2
該磷酸鋰鐵之製備，除了將排氣條件調整如表1所示外，其他製備方法皆與實例1相同。
實施例分析
由SEM觀察分別由實施例及比較例所製備而成之磷酸鋰鐵之結果如圖2至6所示，且其XRD衍射圖案顯示於圖7至9。XRD及SEM之規格及分析條件如下所示。
SEM：採用JEOL Ltd.之JSM-7400F(分析條件：10kV)
XRD：採用Rikagu Inc.之D/Max-2500VK/PC進行分析(分析條件：CuKa射線，速率2°min-1)
[評價性分析]
一分別於實施例及比較例中經由混合陰極活性材料所製備而成之漿料、一作為導電材料之導電碳黑(Denka Black)及具偏二氟乙烯 (PVDF)以92：4：4之重量比作為黏合劑。藉由均勻塗覆該漿料於鋁(Al)箔而製成一陰極電極板。
使用一鋰金屬作為一陰極、一由多孔PE材料製成之分離膜作為一分離膜以及以1.3M之LiPF6EC(碳酸乙烯酯)：DMC(碳酸二甲酯)：EC以5：3：2之重量比例混合而成之一溶液作為一電解質，而製成一鈕扣型鋰二次電池。
將所製造出的鈕扣型電池於於25℃恆溫下放置24小時，並利用鋰二次電池的充電/放電測試裝置(Toyo,T475-HR)以3.0至4.5的電壓區間將電池於CC(恆定電流)/CV(恆定電壓)模式、電流0.2C狀態充電，接著於電流1C、5C、10C、20C及30C的狀態下執行放電，並且測量每一電流之放電容量。
充電及放電皆於0.1C電流下，分別於25℃及-20℃條件下進行，且分別測量放電容量，藉此根據下述等式(1)獲得低溫相對於常溫之放電容量比。
放電容量比(%)=(-20℃之放電容量/25℃之放電容量)*100...(1)
利用上述評估方式測量根據實施例1及2及比較例1及2所得之含有磷酸鋰鐵之鈕扣型電池的低溫相對於常溫之放電容量比及充電與放電速率，如下表2所示：
參照表1，可看出使用本發明之磷酸鋰鐵之鈕扣型電池如實施例1及2，其於低溫相對於常溫之放電容量比及高倍率性能皆優於比較例1及2。
參照圖2至圖4所顯示之根據實施例1所製備而成之磷酸鋰鐵之SEM照片，可以確認奈米棒狀Fe2P結晶形成於磷酸鋰鐵的表面，但是參照圖5至圖6所顯示之根據比較例1所製備而成之磷酸鋰鐵之SEM照片中，無法確認其具有奈米棒狀Fe2P結晶。
參照圖7及圖8，其比較並顯示分別根據實施例及比較例製備而成之LiFePO4之XRD衍射圖案，由此可知，實施例1及實施例2於繞射角(2θ)為40°至40.5°及47°至47.5°範圍時，具有繞射峰，因此，該奈米棒狀結晶形狀為Fe2P結晶。

Claims (11)

  1. 一種下式(I)所示之鋰過渡金屬磷酸鹽，其包含奈米棒狀Fe2P結晶：LiFexM1-xPO4 (I)，其條件為，0<X1；及M係選自Ni、Mn、Co、V、Cr、Cu、Ti及Zr之一或多種，其中該奈米棒狀Fe2P結晶之長度為1μm至10μm。
  2. 如申請專利範圍第1項之鋰過渡金屬磷酸鹽，其中該奈米棒狀Fe2P結晶之長度對厚度之比值為1至200倍。
  3. 如申請專利範圍第1項之鋰過渡金屬磷酸鹽，其中該奈米棒狀Fe2P結晶之厚度為50nm至1μm。
  4. 如申請專利範圍第1項之鋰過渡金屬磷酸鹽，其中該鋰過渡金屬磷酸鹽以X光繞射儀(XRD)測量，分別於繞射角(2θ)為40°至40.5°及47°至47.5°範圍時，具有繞射峰。
  5. 如申請專利範圍第1項之鋰過渡金屬磷酸鹽，其中該鋰過渡金屬磷酸鹽呈現由一次粒子所聚集而成之二次粒子的形態。
  6. 如申請專利範圍第5項之鋰過渡金屬磷酸鹽，其中該二次粒子具有20m2/g至80m2/g之比表面積。
  7. 一種製備下式(I)之鋰過渡金屬磷酸鹽之方法，包含：一進行熱處理之燒結步驟，將一原料轉移至一燒結爐，該燒結爐依序提供一升溫區間、一恆溫區間及一冷卻區間，每一區間包括一個或複數個排氣口，該恆溫區間之熱處理溫度為600℃至900℃；其中，藉由調整一個或複數個排氣口之排氣量，使該燒結爐之全部或部份氣流之方向與該燒結之原料傳輸方向相反： LiFexM1-xPO4 (I)其條件為，0<X1；及M係選自由Ni、Mn、Co、V、Cr、Cu、Ti及Zr之一或多種。
  8. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該鋰過渡金屬磷酸鹽包含Fe2P結晶，以X光繞射儀(XRD)測量，分別於繞射角(2θ)為40°至40.5°及47°至47.5°範圍時，具有繞射峰。
  9. 如申請專利範圍第7項之方法，其中當該溫度上升區間之起始點設定為點I，且該恆溫區間之最終點設定為點II，該最終點為恆溫區間與冷卻區間之交界點，調節複數個排氣孔之排氣量以滿足下列方程式(1)至(6)：X>Y (1) Y>Z (2) X>Z (3) XY>Z (4) X>YZ (5) Y>XZ (6)；其中，X為相對鄰近於點I之排氣孔之排氣量，Z為相對鄰近於點II排氣孔之排氣量，Y為X與Z之間排氣孔之排氣量。
  10. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該結燒爐中之氣流，可藉由調節升溫區間之總排氣量使其大於恆溫區間之總排氣量，而調控該氣流之方向由升溫區間至恆溫區間。
  11. 如申請專利範圍第7項之方法，其中該熱處理係於具有H2、N2或其混合之還原氣體存在情況下進行，且該H2及N2導入速率分別為5至50L/min及250至295L/min。
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