[发明专利]一种催化石墨化法制备的磷酸铁锂/碳复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种催化石墨化法制备的磷酸铁锂/碳复合正极材料，其特征在于所述磷酸铁锂/碳复合正极材料是由磷酸铁锂前躯体、碳源以及能促进碳材料石墨化的催化剂经复合制备而成的，其中催化剂的量为磷酸铁锂质量的0.1％～10％，碳含量为终产物质量的1～10％。

2.根据权利要求1所述的催化石墨化法制备的磷酸铁锂/碳复合正极材料，其特征在于所述催化剂为过渡族金属及合金包括镍、铁、钴、钛及钒的一种或几种，或者为金属盐，包括氯化钴、氯化镍、醋酸铬、二茂铁、溴化钛和氯化碘的一种或几种。

3.一种催化石墨化法制备的磷酸铁锂/碳复合正极材料的制备方法，其特征在于步骤为：将锂源、铁源、磷源、碳源、催化剂的前驱体按一定比例称取后置于一定溶剂中均匀混合，然后经干燥后，在非氧化性保护气氛下分两段热处理烧结，其中第一段温度为200～500℃，烧结时间为2～20小时；第二段退火温度为200～900℃，烧结时间为2～72小时，自然冷却后即得到磷酸铁锂/碳复合正极材料；

其中，催化剂的量为磷酸铁锂质量的0.1％～10％，碳含量为磷酸铁锂质量的1～10％。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述催化剂为过渡族金属及合金包括镍、铁、钴、钛及钒的一种或几种，或者为金属盐，包括氯化钴、氯化镍、醋酸铬、二茂铁、溴化钛和氯化碘的一种或几种。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于锂源、铁源、磷源的锂、铁、磷摩尔比为0.8～1.2∶0.8～1.2∶0.8～1.2；所述的锂源前驱体为氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂、硝酸锂、硫酸锂、氯化锂、溴化锂、氟化锂、氮化锂、磷酸氢二锂、磷酸二氢锂、磷酸锂中的一种或几种的组合；所述的铁源前驱体为铁、氧化亚铁、三氧化二铁、硫酸亚铁、磷酸铁、硝酸亚铁、磷酸亚铁、草酸亚铁、醋酸亚铁、柠檬酸亚铁中的一种或几种的组合；所述的磷源前驱体为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢锂、磷酸亚铁铵、磷酸氢二锂、五氧化二磷中的一种或几种的组合。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的碳源为苯萘菲三元共聚物、苯萘菲二元共聚物、苯蒽二元共聚物、聚对苯、可溶性淀粉、聚乙烯醇、蔗糖、葡萄糖、尿素、酚醛树脂、糠醛树脂、人造石墨、天然石磨、超导乙炔黑、乙炔黑、炭黑和中间相碳小球的一种或几种。

7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述锂、铁、磷的摩尔比为0.95～1.05∶1∶1。

8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述溶剂为无机或有机试剂或混合液，包括水、醇类、酮类、醚类、酸类、高分子溶液的一种或几种，溶剂的质量为其他反应物前驱体之和的0.3～10倍。

9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述的混合是通过机械搅拌或高能研磨的方式进行，混合时间为1～24小时。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述干燥采用喷雾干燥、直接加热干燥或真空抽滤手段进行。

11.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述热处理是在氩气、氦气、氖气、氪气、氙气、氡气或氮气中的一种或几种惰性气氛下进行，气流为2～50L/h，所述退火温度为600℃～850℃，时间为5～24小时。