一种多元掺杂锂磷酸盐正极材料及其制备方法、锂离子动力电池

摘要

本发明涉及锂离子动力电池用多元锂磷酸盐正极材料，以LiFe1-x-yTi0.5xMn0.1-yPO4为基材，外包覆有碳材料微粒层，基材与碳材料微粒层组合成复合颗粒，复合颗粒均匀分散在由碳材料微粒的导电网络中，其中0.03≤x/2+y≤0.10，0.02≤x≤y≤0.08，C由有机碳源化合物分解生成，其加入量为基材原料总重量的1-10%；所述复合颗粒的平均粒径在0.5-5μm之间，碳材料微粒的直径在5-50nm之间；复合颗粒的比表面积为12-35m2/g。本发明的正极材料大倍率性能好、产品一致性好、电池加工性能好的优点，用该材料作正极材料的动力电池具有较高的安全性能、倍率性能、循环性能。

主权项

一种多元掺杂锂磷酸盐正极材料的制备方法，包括以下步骤：（1）将锂源化合物中的锂：铁源化合物中的铁：钛源化合物中的钛：锰源化合物中的锰：磷酸二氢铵按照1：1‑x‑y：0.5x：0.1‑y：1的摩尔比的比例混合，其中0.03≤x/2+y≤0.10，0.02≤x≤y≤0.08，同时加入碳或碳源化合物，C由有机碳源化合物分解生成，所述的有机碳源化合物为柠檬酸、纤维素、葡萄糖、抗坏血酸的一种，有机碳源化合物的加入量为基材原料总重量的1‑10%，形成原料混合物；（2）将原料混合物分散于水或乙醇或丙酮溶剂中，固体与溶剂的质量比为1：1.5‑2.5，在高能球磨机内以200‑1000r/min的转速球磨分散15‑25小时，将得到的悬浮液通过高速离心式喷雾干燥机进行喷雾干燥，制备得到前驱分散体；（3）在惰性或非氧化性气氛中，将前驱分散体以1‑5℃/min的升温速度，在650‑750℃的温度范围内热处理8‑30小时，所述的热处理分为两个阶段，第一阶段在惰性气氛中于350℃预烧3小时，第二阶段在一氧化碳气氛中在650‑750℃的温度范围内热处理5‑27小时，然后自然冷却至100℃以下；（4）机械融合处理，转速为500r/min，时间50分钟，得到锂离子动力电池磷酸盐正极材料。