多位掺杂型磷酸铁锂正极材料制备方法及其应用

摘要

本发明公开了属于电化学电源材料制备技术领域的一种多位掺杂型磷酸铁锂正极材料制备方法及其应用。该多位掺杂型磷酸铁锂正极材料用名义组成式Li1-xAxFe1-yByP1-zCzO4Dδ表示，其中，x、y、z、δ中至少两个不能同时为0。采用固相法生产，经过简单的混合烘干工艺，制备出结晶性能良好，成分均匀，多位掺杂的二次锂离子电池用正极材料磷酸铁锂粉体，相比单独在某一晶格位掺杂路线，掺杂物取材广泛，不但可以显著提高了母体基础容量和循环电性能，同时适用于工业化稳定生产和适应非高纯的原料。本发明提供的多位掺杂的磷酸铁锂作为正极材料，常用于二次锂离子电池和动力能源用二次锂离子电池。

主权项

1.一种多位掺杂型磷酸铁锂正极材料，该正极材料用名义组成式Li_1-xA_xFe_1-yB_yP_1-zC_zO₄D_δ表示，在同一掺杂位掺杂一种或多种元素；其特征在于，其掺杂是采用LiFePO₄晶格中锂位、铁位、磷位和氧位中多个母体位同时被掺杂，其中锂位掺杂物为稀土镧系元素化合物中至少一种；所述稀土镧系元素化合物包括除放射性钷外的镧系元素中镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和镥的氧化物、氢氧化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐、氟化物和有机盐；铁位掺杂物为过渡元素Mn、Co、Ni化合物和镧系元素中除放射性钷外的化合物中至少一种，所述过渡元素Mn、Co、Ni化合物包括过渡元素Mn、Co、Ni的氧化物、氢氧化物、氯化物、硝酸盐、硫酸盐、碳酸盐和有机盐中至少一种；锂位掺杂用A表示，A为除放射性钷外稀土镧系元素，对应于上述锂位掺杂物，掺杂量范围0≤x≤0.05；铁位掺杂用B表示，B为过渡元素Mn、Co、Ni和除放射性钷外稀土镧系元素中至少一种，对应于上述铁位掺杂物，掺杂量范围0≤y≤0.05；磷位掺杂用C表示，C为B、W、S和Si元素中至少一种，对应于含B、W、S和Si元素的化合物或单质，掺杂量范围0≤z≤0.5；氧位掺杂用D表示，D为氧族元素和卤素元素中至少一种，对应于氧族元素和卤素元素的化合物，掺杂量范围0≤δ≤2；并且x、y、z、δ中至少两个不能同时为0。