[发明专利]一种锂离子电池用正极多孔材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池用正极多孔材料，其中以平均直径为3-12μm的Li_1-xM_xFe_1-yN_yPO₄/C颗粒存在。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用正极多孔材料，其特征在于所述x、y以原子数计，取值范围为0～0.2，C以重量百分比计，取值范围为2～30％，M选自Zr、Nb、Mo、V、Mg和/或Ti，N选自Mn、Ni、Co、Mg、V、Cr、Ag和/或Cu。

3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池用正极多孔材料，其特征在于所述颗粒具有平均孔隙率至少为58.4％。

4.根据权利要求1～3任何一项所述的锂离子电池用正极多孔材料，其特征在于所述颗粒以初级颗粒的烧结颗粒组成。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池用正极多孔材料，其特征在于所述初级颗粒的平均直径为200nm～700nm。

6.根据前述任一项权利要求所述的锂离子电池用正极多孔材料，其特征在于所述颗粒具有比表面积3～16m²/g。

7.一种锂离子电池用正极多孔材料的制备方法，包括以下步骤：

原料均质化处理：按照化学计量比将锂源、铁源、磷源、掺杂元素源、碳源以及分散剂溶于水或乙醇中配制成悬浊液或乳浊液并进行均质化处理作为前驱液A；

前驱体制备：将均质化处理后的前驱液A进行干燥，脱去水分，得到前驱体B；

热处理：将前驱体B置于烧结炉中，在非氧化气氛、550～850℃下加热，制得锂离子电池用正极多孔材料。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池用正极多孔材料的制备方法，其特征在于所述锂源为LiCO₃、LiAc·2H₂O或LiNO₃；所述铁源为Fe₂O₃、Fe(NO₃)₃·9H₂O或Fe₂(C₂O₄)₃；所述磷源为H₃PO₄、NH₄H₂PO₄或(NH₄)₂HPO₄；所述掺杂元素源为Zr、Nb、Mo、V、Mg、Ti、Mn、Ni、Co、Cr、Ag、Cu的硝酸盐、硫酸盐、氧化物、乙酸盐、草酸盐、碳酸盐或卤化物；所述碳源为非水溶性碳源炭黑、乙炔黑或石墨；所述分散剂为非离子型表面活性剂或阳离子型表面活性剂；所述热处理步骤中热处理温度为800℃；加热时间为4～36小时。

9.根据权利要求7或8所述的锂离子电池用正极多孔材料的制备方法，其特征在于所述碳源的用量为C:Fe的摩尔比为2～3:1；所述分散剂的用量为5.0～10.0g/1000ml溶液；所述加热时间为12小时。

10.根据权利要求7所述的锂离子电池用正极多孔材料的制备方法，其特征在于所述前驱体制备步骤中干燥方法为雾化干燥法；所述热处理步骤中的烧结炉为普通的外加热高温气氛炉、电热源炉、焦化炉或裂解炉；所述热处理步骤中的非氧化气氛为氩气、氮气或一氧化碳气体。