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TW201626627A - 電池複合材料及其前驅物之製備方法 - Google Patents

電池複合材料及其前驅物之製備方法 Download PDF

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TW201626627A
TW201626627A TW105100384A TW105100384A TW201626627A TW 201626627 A TW201626627 A TW 201626627A TW 105100384 A TW105100384 A TW 105100384A TW 105100384 A TW105100384 A TW 105100384A TW 201626627 A TW201626627 A TW 201626627A
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謝瀚緯
黃安鋒
黃俊銘
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台灣立凱電能科技股份有限公司
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Abstract

本案係關於一種電池複合材料之製備方法，至少包括步驟：提供含錳化合物、磷酸、含鋰化合物、碳源及去離子水；以含錳化合物、磷酸與部分之去離子水進行反應，以生成第一生成物；將第一生成物置於第一溫度下至少第一時間，以生成第一前驅物，第一前驅物之化學式為Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 ；以及以至少第一前驅物、含鋰化合物與部分之去離子水進行反應，並添加碳源後進行鍛燒，以生成電池複合材料。透過低溫成相法在製程中以低溫於短時間內形成前驅物，可節省製備時間、減少耗能，且前驅物之成相較為穩定，進而達到降低製備成本且提升產品品質之功效。

Description

電池複合材料及其前驅物之製備方法
本案係關於一種製備方法，尤指一種電池複合材料及其前驅物之製備方法。
隨著全球經濟快速發展，資源的消耗與日俱增，且近年來環境保護觀念逐漸受到重視，為克服能源短缺問題並同時注重永續經營，尋找環保、乾淨又不失效能的替代性能源即成為業界之重要發展方向。在現行各種的替代性能源當中，化學電池是目前相關產業積極投入研發之技術，不僅使製備電池的技術更為精進、電池的效能提升，同時也被廣泛地應用於日常生活中，例如消費性電子產品、醫療器材、電動腳踏車及電動汽機車等。
於眾多化學電池中，鋰電池因為其高能量密度、無記憶效應、循環壽命長且無汙染等特性，廣為市場所接受而成為主流，其中，又以磷酸錳鋰(LiMnPO4 )作為正極材料的電池具有較高能量密度、高充放電容量、高穩定性與安全性、原料來源豐富以及價格相對低廉等優點，成為極具發展潛力的鋰電池正極材料。
然而，習知磷酸錳鋰的製備方法多採用水熱法或有機溶液法，其步驟較為繁瑣，同時，製備所需溫度條件較高而耗能，且磷酸錳鋰之成相亦較不穩定。此外，磷酸錳鋰更是較常被視為過渡階段的反應物。
因此，如何改善習知技術中的問題與缺點，並且簡化製程步驟、減少耗費能量以及使磷酸錳鋰之成相穩定，實為目前技術領域中的重點課題。
本案之主要目的係為提供一種電池複合材料及其前驅物之製備方法，俾解決並改善前述先前技術之問題與缺點。
本案之另一目的為提供一種電池複合材料及其前驅物之製備方法，透過簡單的水溶液法於酸性環境下反應產生前驅物，以製備電池複合材料，其製程步驟較為簡易，可有效節省製備時間，達到提高製備效率之功效。
本案之另一目的為提供一種電池複合材料及其前驅物之製備方法，透過低溫成相法在製程中以低溫於短時間內形成前驅物，可使耗費能量減少，且前驅物之成相亦較為穩定，進而降低製備所需成本並且有效提升產品品質。
為達上述目的，本案之一較廣實施態樣為提供一種電池複合材料之製備方法，至少包括步驟：(a)提供含錳化合物、磷酸、含鋰化合物、碳源及去離子水，其中該磷酸之化學式為H3 PO4 ；(b)以該含錳化合物、該磷酸與部分之該去離子水進行反應，以生成第一生成物；(c)將該第一生成物置於一第一溫度下至少一第一時間，以生成第一前驅物，該第一前驅物之化學式為Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 ；以及(d)以至少該第一前驅物、該含鋰化合物與部分之該去離子水進行反應，並添加該碳源後進行鍛燒，以生成電池複合材料。
為達上述目的，本案之另一較廣實施態樣為提供一種電池複合材料之前驅物之製備方法，(a)提供含錳化合物、磷酸及去離子水，其中該磷酸之化學式為H3 PO4 ；(b)以該含錳化合物、該磷酸與部分之該去離子水進行反應，以生成第一生成物；以及(c)將該第一生成物置於一第一溫度下至少一第一時間，以生成第一前驅物，該第一前驅物之化學式為Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 。
為達上述目的，本案之另一較廣實施態樣為提供一種電池複合材料之製備方法，至少包括步驟：以Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 為前驅物，並以該前驅物與含鋰化合物及去離子水進行反應，並添加碳源後進行鍛燒，以生成電池複合材料，其中該電池複合材料之化學式為LiMnPO4 。
為達上述目的，本案之另一較廣實施態樣為提供一種電池複合材料之製備方法，至少包括步驟：(a)提供含錳化合物、含鐵化合物、磷酸、含鋰化合物、碳源及去離子水，其中該磷酸之化學式為H3 PO4 ；(b)以該含錳化合物、該含鐵化合物、該磷酸與部分之該去離子水進行反應，以生成第二生成物；(c)將該第二生成物置於第一溫度下至少第一時間，以生成第二前驅物，該第二前驅物之化學式為(Mnx, Fe1-x )5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 ，其中x大於0.5且小於或等於1；以及(d)以該第二前驅物、該含鋰化合物與部分之該去離子水進行反應，並添加該碳源後進行鍛燒，以生成電池複合材料，其中該電池複合材料之化學式為LiMnx Fe1-x PO4 。
體現本案特徵與優點的一些典型實施例將在後段的說明中詳細敘述。應理解的是本案能夠在不同的態樣上具有各種的變化，其皆不脫離本案的範圍，且其中的說明及圖式在本質上係當作說明之用，而非架構於限制本案。
請參閱第1圖，其係為本案較佳實施例之電池複合材料之製備方法流程圖。如第1圖所示，本案之電池複合材料之製備方法包括步驟如下：首先，如步驟S100所示，提供含錳化合物、含鐵化合物、磷酸、含鋰化合物、碳源及去離子水，其中磷酸之化學式為H3 PO4 。於一些實施例中，含錳化合物可為例如但不限於碳酸錳（化學式為MnCO3 ）、硝酸錳（化學式為Mn(NO3 )2 ）、硫酸錳（化學式為MnSO4 ）或其他帶有錳離子之化合物，含鋰化合物可為例如但不限於碳酸鋰（化學式為Li2 CO3 ）、氫氧化鋰（化學式為LiOH）、醋酸鋰（化學式為LiCH3 COO）或其他帶有鋰離子之化合物，且碳源可為醣類、有機化合物、聚合物或高分子材料，但不以此為限。
其次，如步驟S200所示，以含錳化合物、磷酸與部分之去離子水進行反應，以生成第一生成物。步驟S200更可包括步驟：對第一生成物進行研磨分散動作以及乾燥動作，該研磨動作可透過球磨機實現，且該乾燥動作可透過輾壓脫水或噴霧乾燥實現，但皆不以此為限。其中，輾壓脫水之乾燥方法可大量且快速地對第一生成物進行乾燥動作，其生成乾燥之第一生成物之產率極高。
然後，如步驟S300所示，將第一生成物置於第一溫度下至少第一時間，以生成第一前驅物，其中該第一前驅物之化學式為Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 。於一些實施例中，該第一溫度係大於或等於攝氏60度且小於或等於攝氏100度，亦即60°C≦第一溫度≦100°C，該第一時間係大於或等於18小時，亦即第一時間≧18小時。
最後，如步驟S400所示，以至少第一前驅物、含鋰化合物與部分之去離子水進行反應，並添加碳源後進行鍛燒，以生成電池複合材料，例如磷酸鋰錳（化學式為LiMnPO4 ）。
於一些實施例中，步驟S400亦可以第一前驅物與含鐵化合物、含鋰化合物與部分之去離子水進行反應，其中含鐵化合物可為例如但不限於六磷酸化七鐵（化學式為Fe7 (PO4 )6 ）、磷酸鐵二水合物（化學式為FePO4 ‧2H2 O）或其他帶有鐵離子之化合物，並添加碳源後進行鍛燒，以生成電池複合材料，例如磷酸鋰鐵錳（化學式為LiMnx Fe1-x PO4 ，其中x大於0.5且小於或等於1）。
簡言之，本案電池複合材料及其前驅物之製備方法，透過簡單的水溶液法於酸性環境下反應產生前驅物，再與含鋰化合物進行反應以製備電池複合材料，其製程步驟較為簡易，可有效節省製備時間，達到提高製備效率之功效。同時，透過低溫成相法在製程中以低溫於短時間內形成前驅物，可使耗費能量減少，且前驅物之成相亦較為穩定，進而降低製備所需成本並且有效提升產品品質。
請參閱第2圖並配合第1圖，其中第2圖係為本案電池複合材料之製備方法之一細部流程圖。如第1圖及第2圖所示，本案電池複合材料之製備方法之步驟S400之細部流程係包括步驟如下：如步驟S401所示，以第一前驅物、含鋰化合物與部分之去離子水進行反應並添加分散劑，其中分散劑可為非離子型介面活性劑，例如Triton X-100；接著，如步驟S402所示，進行研磨動作並添加碳源，以得到第一前驅物溶液，其中該研磨動作係透過球磨機實現，但不以此為限；再來，如步驟S403所示，對第一前驅物溶液進行噴霧乾燥動作及熱處理動作，以生成電池複合材料，例如磷酸鋰錳（化學式為LiMnPO4 ）。
於步驟S403中，該噴霧乾燥動作之實現係透過一轉盤式噴霧乾燥機，但不以此為限。此外，該熱處理動作係將經過噴霧乾燥後之成品，於溫度大於攝氏600度進行至少5小時之熱處理，例如以600°C進行燒結成相，持溫5小時，然亦不以此為限。
請參閱第3圖，其係為本案另一較佳實施例之電池複合材料之製備方法流程圖。如第3圖所示，本案之另一電池複合材料之製備方法包括步驟如下：首先，如步驟S500所示，提供含錳化合物、含鐵化合物、磷酸、含鋰化合物、碳源及去離子水，其中磷酸之化學式為H3 PO4 。於一些實施例中，含錳化合物可為例如但不限於碳酸錳（化學式為MnCO3 ）、硝酸錳（化學式為Mn(NO3 )2 ）、硫酸錳（化學式為MnSO4 ）或其他帶有錳離子之化合物，含鐵化合物可為例如但不限於醋酸亞鐵（Fe(CH3 COO)2 ）、草酸鐵二水合物（化學式為FeC2 O4 ‧2H2 O），含鋰化合物可為例如但不限於碳酸鋰（化學式為Li2 CO3 ）、氫氧化鋰（化學式為LiOH）、醋酸鋰（化學式為LiCH3 COO）或其他帶有鋰離子之化合物，且碳源可為醣類、有機化合物、聚合物或高分子材料，但不以此為限。
其次，如步驟S600所示，以含錳化合物、含鐵化合物、磷酸與部分之去離子水進行反應，以生成第二生成物。步驟S600更可包括步驟：對第二生成物進行研磨分散動作以及乾燥動作。
然後，如步驟S700所示，將第二生成物置於第一溫度下至少第一時間，以生成第二前驅物，該第二前驅物之化學式為(Mnx, Fe1-x )5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 ，其中 0.5＜x≦1，60°C≦第一溫度≦100°C，且第一時間≧18小時。
最後，如步驟S800所示，以至少第二前驅物、含鋰化合物及部分之去離子水進行反應，並添加碳源後進行鍛燒，以生成電池複合材料，其中該電池複合材料之化學式為LiMnx Fe1-x PO4 。
以下將以示範性實施例輔助說明本案之電池複合材料及其前驅物之製備方法：
實施例 1
首先提供574.7公克之碳酸錳（MnCO3 ）與重量百分濃度為85.1%之磷酸（H3 PO4 ）575.61公克以及2公升之去離子水進行反應，以生成第一生成物，接著，使用球磨的方式將第一生成物進行研磨分散，再置於60°C至100°C溫度條件下至少乾燥18小時，進行低溫成相以生成前驅物。所得之前驅物經X光繞射（X-ray Diffraction, XRD）分析結果如第4A圖所示，對照標準繞射圖譜（JCPDS Card）後，確認其結構為Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 ，其表面形貌之掃描式電子顯微鏡（SEM）分析圖則如第4B圖所示。
實施例 2
首先提供574.7公克之碳酸錳（MnCO3 ）與重量百分濃度為85.1%之磷酸（H3 PO4 ）575.61公克以及2公升之去離子水進行反應，以生成第一生成物，接著，使用球磨的方式將第一生成物進行研磨分散，再進行輾壓成型脫水後，置於60°C至100°C溫度條件下至少18小時，進行低溫成相以生成前驅物。所得之前驅物經X光繞射分析結果如第4A圖所示，對照標準繞射圖譜後，確認其結構為Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 ，其表面形貌之掃描式電子顯微鏡分析圖則如第4B圖所示。
實施例 3
首先提供574.7公克之碳酸錳（MnCO3 ）與重量百分濃度為85.1%之磷酸（H3 PO4 ）575.61公克以及2公升之去離子水進行反應，以生成第一生成物，接著，使用球磨的方式將第一生成物進行研磨分散，再以霧化乾燥法乾燥後，置於60°C至100°C溫度條件下至少18小時，進行低溫成相以生成前驅物。所得之前驅物經X光繞射分析結果如第4A圖所示，對照標準繞射圖譜後，確認其結構為Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 ，其表面形貌之掃描式電子顯微鏡分析圖則如第4B圖所示。
實施例 4
首先提供894.9公克之硝酸錳（Mn(NO3 )2 ）與重量百分濃度為85.1%之磷酸（H3 PO4 ）575.61公克以及2公升之去離子水進行反應，以生成第一生成物，以氨水（NH4 ）調整pH值到7~8，沉降後生成第一生成物，接著，使用球磨的方式將第一生成物進行研磨分散，再置於60°C至100°C溫度條件下至少乾燥18小時，進行低溫成相以生成前驅物。所得之前驅物經X光繞射分析結果如第5A圖所示，對照標準繞射圖譜後，確認其結構為Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 ，其表面形貌之掃描式電子顯微鏡分析圖則如第5B圖所示。
實施例 5
首先提供754.9公克之硫酸錳（MnSO4 ）與重量百分濃度為85.1%之磷酸（H3 PO4 ）575.61公克以及2公升之去離子水進行反應，以氨水（NH4 ）調整pH值到7~8，沉降後生成第一生成物，經過濾洗後的濾洗半成品，使用球磨的方式將第一生成物進行研磨分散，再置於60°C至100°C溫度條件下至少乾燥18小時，進行低溫成相以生成前驅物。所得之前驅物經X光繞射分析結果如第6A圖所示，對照標準繞射圖譜後，確認其結構為Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 ，其表面形貌之掃描式電子顯微鏡分析圖則如第6B圖所示。
實施例 6
首先提供402.3公克之碳酸錳（MnCO3 ）以及260.9公克之醋酸亞鐵（Fe(CH3 COO)2 ）與重量百分濃度為85.1%之磷酸（H3 PO4 ）575.61公克以及2公升之去離子水進行反應，以生成第一生成物，接著，使用球磨的方式將第一生成物進行研磨分散，再置於60°C至100°C溫度條件下至少乾燥18小時，進行低溫成相以生成前驅物。所得之前驅物經X光繞射分析結果如第7A圖所示，對照標準繞射圖譜後，確認其結構為(Mn0.7, Fe0.3 )5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 ，其表面形貌之掃描式電子顯微鏡分析圖則如第7B圖所示。
實施例 7
首先提供402.3公克之碳酸錳（MnCO3 ）以及269.8公克之草酸鐵二水合物（FeC2 O4 ‧2H2 O）與重量百分濃度為85.1%之磷酸（H3 PO4 ）575.61公克以及2公升之去離子水進行反應，以生成第一生成物，接著，使用球磨的方式將第一生成物進行研磨分散，再置於60°C至100°C溫度條件下至少乾燥18小時，進行低溫成相以生成前驅物。所得之前驅物經X光繞射分析結果如第8A圖所示，對照標準繞射圖譜後，確認其結構為(Mn0.7, Fe0.3 )5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 ，其表面形貌之掃描式電子顯微鏡分析圖則如第8B圖所示。
實施例 8
將前述實施例所得之前驅物Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 取799.88公克與184.7公克之碳酸鋰（Li2 CO3 ）以及2公升之去離子水進行反應，分散研磨後再添加碳源以得到前驅物溶液，將該前驅物溶液以噴霧乾燥法進行乾燥，並且以600°C進行燒結成相，持溫5小時後得到之電池複合材料，經X光繞射分析結果如第9A圖所示，對照標準繞射圖譜後，確認其結構為磷酸鋰錳（LiMnPO4 ），其表面形貌之掃描式電子顯微鏡分析圖則如第9B圖所示。
實施例 9
將前述實施例所得之前驅物Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 取799.88公克與209.7公克之氫氧化鋰（LiOH）以及2公升之去離子水進行反應，分散研磨後再添加碳源以得到前驅物溶液，將該前驅物溶液以噴霧乾燥法進行乾燥，並且以600°C進行燒結成相，持溫5小時後得到之電池複合材料，經X光繞射分析結果如第9A圖所示，對照標準繞射圖譜後，確認其結構為磷酸鋰錳（LiMnPO4 ），其表面形貌之掃描式電子顯微鏡分析圖則如第9C圖所示。
實施例 10
將前述實施例所得之前驅物Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 取559.92公克與226.23公克之六磷酸化七鐵（Fe7 (PO4 )6 ）和184.7公克之碳酸鋰（Li2 CO3 ）以及2公升之去離子水進行反應，分散研磨後再添加碳源以得到前驅物溶液，將該前驅物溶液以噴霧乾燥法進行乾燥，並且以600°C進行燒結成相，持溫5小時後得到之電池複合材料，經X光繞射分析結果如第10A圖所示，對照標準繞射圖譜後，確認其結構為磷酸鋰鐵錳（LiMn0.7 Fe0.3 PO4 ），其表面形貌之掃描式電子顯微鏡分析圖則如第10B圖所示。
實施例 11
將前述實施例所得之前驅物Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 取559.92公克與226.23公克之磷酸鐵二水合物（FePO4 ‧2H2 O）和184.7公克之碳酸鋰（Li2 CO3 ）以及2公升之去離子水進行反應，分散研磨後再添加碳源以得到前驅物溶液，將該前驅物溶液以噴霧乾燥法進行乾燥，並且以600°C進行燒結成相，持溫5小時後得到之電池複合材料，經X光繞射分析結果如第11A圖所示，對照標準繞射圖譜後，確認其結構為磷酸鋰鐵錳（LiMn0.7 Fe0.3 PO4 ），其表面形貌之掃描式電子顯微鏡分析圖則如第11B圖所示。
實施例 12
將前述實施例所得之磷酸鋰錳（LiMnPO4 ）與碳黑（Super P）及4%黏合劑（PVDF+NMP）以8.5：0.5：1比例混合，首先將0.5公克碳黑（Super P）與25公克黏合劑（PVDF：NMP=40：960）以轉速1200rpm混合10分鐘，隨後添加磷酸鋰錳（LiMnPO4 ）8.5公克，再混合10分鐘，接著以刮刀塗佈機將分散完成之漿料塗佈在鋁基板上，塗佈厚度為0.3毫米。將塗好之極片放入烘箱中以溫度110°C烘乾1小時後取出，以鋰金屬當作負極打出直徑為1.3公分之圓形極板，以體積莫耳濃度1M之LiPF6 與體積比為3：7之EC及EMC混合為電解液，將其製作成鈕扣型電池（coin-cell），利用充放電機進行0.1庫侖充放2個循環以及2庫侖充放2個循環之電性測試，測試結果如第12圖所示，其截止電壓為2至4.5伏特。
實施例 13
將前述實施例所得之磷酸鋰鐵錳（LiMnx Fe1-x PO4 ）與碳黑（Super P）及4%黏合劑（PVDF+NMP）以8.5：0.5：1比例混合，首先，將0.5公克碳黑（Super P）與25公克黏合劑（PVDF：NMP=40：960）以轉速1200rpm混合10分鐘，隨後添加磷酸鋰鐵錳（LiMnx Fe1-x PO4 ）8.5公克，再混合10分鐘，接著以刮刀塗佈機將分散完成之漿料塗佈在鋁基板上，塗佈厚度為0.3毫米。將塗好之極片放入烘箱中以溫度110°C烘乾1小時後取出，以鋰金屬當作負極打出直徑為1.3公分之圓形極板，以體積莫耳濃度1M之LiPF6 與體積比為3：7之EC及EMC混合為電解液，將其製作成鈕扣型電池（coin-cell），利用充放電機進行0.1庫侖充放2個循環以及2庫侖充放2個循環之電性測試，測試結果如第13圖所示，其截止電壓為2至4.5伏特。
綜上所述，本案之電池複合材料及其前驅物之製備方法，透過簡單的水溶液法於酸性環境下反應產生前驅物，再與含鋰化合物進行反應以製備電池複合材料，其製程步驟較為簡易，可有效節省製備時間，達到提高製備效率之功效。同時，透過低溫成相法在製程中以低溫於短時間內形成前驅物，可使耗費能量減少，且前驅物之成相亦較為穩定，進而降低製備所需成本並且有效提升產品品質。
縱使本發明已由上述實施例詳細敘述而可由熟悉本技藝人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
S100、S200、S300、S400‧‧‧步驟 S401、S402、S403‧‧‧步驟 S500、S600、S700、S800‧‧‧步驟
第1圖係為本案較佳實施例之電池複合材料之製備方法流程圖。 第2圖係為本案電池複合材料之製備方法之一細部流程圖。 第3圖係為本案另一較佳實施例之電池複合材料之製備方法流程圖。 第4A圖係為本案一實施例之前驅物之X光繞射分析圖。 第4B圖係為本案一實施例之前驅物之電子顯微鏡分析圖。 第5A圖係為本案另一實施例之前驅物之X光繞射分析圖。 第5B圖係為本案另一實施例之前驅物之電子顯微鏡分析圖。 第6A圖係為本案另一實施例之前驅物之X光繞射分析圖。 第6B圖係為本案另一實施例之前驅物之電子顯微鏡分析圖。 第7A圖係為本案另一實施例之前驅物之X光繞射分析圖。 第7B圖係為本案另一實施例之前驅物之電子顯微鏡分析圖。 第8A圖係為本案另一實施例之前驅物之X光繞射分析圖。 第8B圖係為本案另一實施例之前驅物之電子顯微鏡分析圖。 第9A圖係為以本案之製備方法製備之一電池複合材料之X光繞射分析圖。 第9B圖係為以本案之製備方法製備之一電池複合材料之電子顯微鏡分析圖。 第9C圖係為以本案之製備方法製備之另一電池複合材料之電子顯微鏡分析圖。 第10A圖係為以本案之製備方法製備之另一電池複合材料之X光繞射分析圖。 第10B圖係為以本案之製備方法製備之另一電池複合材料之電子顯微鏡分析圖。 第11A圖係為以本案之製備方法製備之另一電池複合材料之X光繞射分析圖。 第11B圖係為以本案之製備方法製備之另一電池複合材料之電子顯微鏡分析圖。 第12圖係為以本案之製備方法製備之電池複合材料製成之鈕扣型電池之充放電性圖。 第13圖係為以本案之製備方法製備之另一電池複合材料製成之鈕扣型電池之充放電性圖。
S100、S200、S300、S400‧‧‧步驟

Claims (15)

  1. 一種電池複合材料之製備方法，至少包括步驟： (a)提供含錳化合物、磷酸、含鋰化合物、碳源及去離子水，其中該磷酸之化學式為H3 PO4 ； (b)以該含錳化合物、該磷酸與部分之該去離子水進行反應，以生成第一生成物； (c)將該第一生成物置於一第一溫度下至少一第一時間，以生成第一前驅物，該第一前驅物之化學式為Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 ；以及 (d)以至少該第一前驅物、該含鋰化合物與部分之該去離子水進行反應，並添加該碳源後進行鍛燒，以生成電池複合材料。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電池複合材料之製備方法，其中該含錳化合物係為碳酸錳、硝酸錳或硫酸錳，該含鋰化合物係為碳酸鋰、氫氧化鋰或醋酸鋰。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電池複合材料之製備方法，其中該電池複合材料之化學式為LiMnPO4 。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電池複合材料之製備方法，其中該步驟(d)係以該第一前驅物與含鐵化合物、該含鋰化合物與部分之該去離子水進行反應，並添加該碳源後進行鍛燒，以生成該電池複合材料，其中該電池複合材料之化學式為LiMnx Fe1-x PO4 ，其中x大於0.5且小於或等於1。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電池複合材料之製備方法，其中該含鐵化合物係為六磷酸化七鐵，化學式為Fe7 (PO4 )6 ，或磷酸鐵二水合物，化學式為FePO4 ‧2H2 O。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電池複合材料之製備方法，其中該步驟(b)更包括步驟(b1)：對該第一生成物進行一研磨分散動作以及一乾燥動作。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之電池複合材料之製備方法，其中該研磨分散動作係透過球磨機實現。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之電池複合材料之製備方法，其中該乾燥動作係透過輾壓脫水或噴霧乾燥實現。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之電池複合材料之製備方法，其中該步驟(d)更包括步驟： (d1)以該第一前驅物、該含鋰化合物與部分之該去離子水進行反應並添加分散劑； (d2)進行一研磨動作並添加該碳源，以得到第一前驅物溶液； (d3)對該第一前驅物溶液進行一噴霧乾燥動作及一熱處理動作，以生成該電池複合材料。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電池複合材料之製備方法，其中該熱處理動作係於溫度大於攝氏600度進行至少5小時之熱處理。
  11. 如申請專利範圍第1項所述之電池複合材料之製備方法，其中該第一溫度係大於或等於攝氏60度且小於或等於攝氏100度。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之電池複合材料之製備方法，其中該第一時間係大於或等於18小時。
  13. 一種電池複合材料之前驅物之製備方法，至少包括步驟： (a)提供含錳化合物、磷酸及去離子水，其中該磷酸之化學式為H3 PO4 ； (b)以該含錳化合物、該磷酸與該去離子水進行反應，以生成第一生成物；以及 (c)將該第一生成物置於第一溫度下至少第一時間，以生成第一前驅物，該第一前驅物之化學式為Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 。
  14. 一種電池複合材料之製備方法，至少包括步驟： 以Mn5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 為前驅物，並以該前驅物與含鋰化合物及去離子水進行反應，並添加碳源後進行鍛燒，以生成電池複合材料，其中該電池複合材料之化學式為LiMnPO4 。
  15. 一種電池複合材料之製備方法，至少包括步驟： (a)提供含錳化合物、含鐵化合物、磷酸、含鋰化合物、碳源及去離子水，其中該磷酸之化學式為H3 PO4 ； (b)以該含錳化合物、該含鐵化合物、該磷酸與部分之該去離子水進行反應，以生成第二生成物； (c)將該第二生成物置於第一溫度下至少第一時間，以生成第二前驅物，該第二前驅物之化學式為(Mnx, Fe1-x )5 (HPO4 )2 (PO4 )2 (H2 O)4 ，其中x大於0.5且小於或等於1；以及 (d)以至少該第二前驅物、該含鋰化合物與部分之該去離子水進行反應，並添加該碳源後進行鍛燒，以生成電池複合材料，其中該電池複合材料之化學式為LiMnx Fe1-x PO4 。
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