[发明专利]磷酸铁锂铝碳复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1. 一种磷酸铁锂铝碳复合正极材料，其特征在于，是在磷酸铁锂或掺杂有金属离子的磷酸铁锂晶格表面均匀包覆有铝单质和碳复合微粒构成的导电层，所述铝单质占复合材料重量百分比的0.1～10%；所述碳复合微粒占复合材料重量百分比的0.1～10%。

2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂铝碳复合正极材料，其特征在于，所述掺杂有金属离子的磷酸铁锂中金属离子的掺杂量是Li或Fe摩尔分数的0～5%。

3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂铝碳复合正极材料，其特征在于，所述铝单质为纳米铝粉、细微铝粉、高纯球形铝粉、片状铝粉、铝粉浆中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂铝碳复合正极材料，其特征在于，所述碳复合微粒是通过有机碳源复合的，所述有机碳源是葡萄糖、蔗糖、酒石酸、尿素、柠檬酸、葡萄糖酸、纤维二糖、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯醇、可溶性淀粉、酚醛树脂、环氧树脂中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂铝碳复合正极材料，其特征在于，所述分散剂为水、无水乙醇、丙酮。

6.一种磷酸铁锂铝碳复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将锂盐、二价铁盐、磷盐按照化学计量比加入到分散剂或有机碳源溶剂中，采用湿法球磨0.5～48小时至浆料；其中分散剂的量是根据混合设备要求的浆料粘度而定，有机碳源添加量为最终生成磷酸铁锂理论含碳量为0.1～10wt%；

2）将步骤1）所得浆料分离后，在干燥器中干燥5～20小时，得到含水率小于或等于0.5%干燥的混合物；

3）将步骤2）所得产物，放入反应炉内在惰性气氛保护下250～800℃下恒温处理4～30小时，物料在炉内自然冷却，得到碳包覆或未包覆碳的磷酸铁锂半成品；

4）将步骤3）所得的磷酸铁锂半成品称重；加入半成品重量分数的0.1～10%的铝单质；将未包覆碳的磷酸铁锂半成品加入到有机碳源溶剂中，有机碳源添加量为使最终生成磷酸铁锂理论含碳量为0.1～10wt%；对于碳包覆半成品则加入到分散剂或有机碳源溶剂中，其中分散剂的加入量根据混合设备要求的浆料粘度而定；有机碳源添加量为使最终生成磷酸铁锂理论含碳量为0.1～10wt%，使有机碳源添加总量不超过使最终生成磷酸铁锂理论含碳量为10wt%；采用湿法球磨0.5～48小时至浆料；

5）将步骤4）所得浆料球料分离后，不干燥或在干燥器中干燥至全干或半干状态；

6）将步骤5）中所得产物放入反应炉内；在惰性气氛保护下于660～900℃下恒温处理4～30小时；

7）物料在炉内自然冷却，对产物进行粉碎处理，最终得到磷酸铁锂铝碳复合正极材料。

7.根据权利要求2所述的磷酸铁锂铝碳复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中包含Li或Fe摩尔分数0～5%的金属氧化物或金属盐。

8.一种磷酸铁锂铝碳复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将锂盐、三价铁盐、磷盐按照化学计量比加入到有机碳源溶剂中，采用湿法球磨0.5～48小时至浆料，有机碳源添加量为使最终生成磷酸铁锂理论含碳量为0.1～10wt%；

2）将步骤1）所得浆料分离后，在干燥器中干燥5～20小时，得到含水率小于或等于0.5%干燥的混合物；

3）将步骤2）所得产物，放入反应炉内在惰性气氛保护下250～800℃下恒温处理4～30小时，物料在炉内自然冷却，得到碳包覆的磷酸铁锂半成品；

4）将步骤3）所得磷酸铁锂半成品称重，加入半成品重量分数的0.1～10%的铝单质；加入到分散剂或有机碳源溶剂中，其中分散剂的加入量是根据混合设备要求的浆料粘度而定，有机碳源添加量为使最终生成磷酸铁锂理论含碳量为0.1～10wt%，两次有机碳源添加总量不超过使最终生成磷酸铁锂理论含碳量为10wt%；采用湿法球磨0.5～48小时至浆料；

5）将步骤4）所得浆料分离后，不干燥，或在干燥器中干燥至全干或半干状态均可，得到混合物；

6）将步骤5）中所得产物，放入反应炉内在惰性气氛保护下660～900℃下恒温处理4～30小时，物料在炉内自然冷却，对产物进行粉碎处理，最终得到磷酸铁锂铝碳复合正极材料。

9.根据权利要求7所述的磷酸铁锂铝碳复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中包含Li或Fe摩尔分数0～5%的金属氧化物或金属盐。