[发明专利]高电导率锂离子电池正极磷酸亚铁锂材料及其制备方法

权利要求书

1.高电导率锂电池正极磷酸亚铁锂材料，其特征在于：所述的高电导率锂电池正极磷酸亚铁锂材料是由锂源化合物、铁源化合物、磷源化合物、碳源化合物和作为石墨催化剂及掺杂元素的过渡金属化合物制成，其化学式为：

Li(Fe_1-xM_x)PO₄，其中x为0～0.1，M为过渡金属元素Fe、Cr、Ni、Co、Mo或者Mn；

所述高电导率锂电池正极磷酸亚铁锂材料表面包覆了一层厚度为2-6nm，石墨化度达到50-70%的高有序度碳膜，且该高电导率锂电池正极磷酸亚铁锂材料总的碳含量为2-4%wt。

2.根据权利要求1所述的高电导率锂电池正极磷酸亚铁锂材料的制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：

A、将锂源化合物、铁源化合物、磷源化合物、碳源化合物和作为石墨催化剂及掺杂元素的过渡金属化合物，按锂、铁、过渡金属元素以及磷的摩尔比称量其化合物，其摩尔比为1～1.1：1-x：x：1，其中x为0～0.1，同时按每称量1摩尔的磷源添加40-70g的碳源化合物配比称量后，溶于一定量的分散剂中得到固含量为60～80%的前驱体浆料；

B、按球料质量比5：1～10:1混料，以200～600 r/min的转速球磨10~24小时后，将得到的前躯体浆料在60～80℃搅拌直至其干燥成粉体；

C、将干燥后所得的粉体置于惰性气氛保护炉中，在550～850℃温度下焙烧6～20小时，然后自然冷却得到灰黑色的高电导率锂电池正极磷酸亚铁锂材料。

3.根据权利要求2所述的高电导率锂电池正极磷酸亚铁锂材料的制备方法，其特征在于：在步骤A中所述的锂源化合物为氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂、醋酸锂、磷酸二氢锂、硝酸锂或乙酸锂中的一种或者几种的任意比混合物。

4.根据权利要求2所述的高电导率锂电池正极磷酸亚铁锂材料的制备方法，其特征在于：在步骤A中所述的铁源化合物为三氧化二铁、四氧化三铁、草酸亚铁、草酸铁、硝酸铁或乙酸铁中的一种或者几种的任意比混合物。

5.根据权利要求2所述的高电导率锂离子电池正极磷酸亚铁锂材料的制备方法，其特征在于：在步骤A中所述的磷源化合物选自磷酸、磷酸二氢锂、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵或磷酸铵中任一种或者几种的任意比混合物。

6.根据权利要求2所述的高电导率锂离子电池正极磷酸亚铁锂材料的制备方法，其特征在于：在步骤A中所述的碳源化合物为葡萄糖、淀粉、蔗糖、聚乙烯醇、聚丁二烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氧化乙烯、戊酸、聚丙烯酸中的一种或者几种的任意比混合物。

7.根据权利要求1或2所述的高电导率锂离子电池正极磷酸亚铁锂材料的制备方法，其特征在于：所述的作为石墨催化剂及掺杂元素的过渡金属化合物为Fe、Cr、Ni、Co、Mo或者Mn的氧化物、氢氧化物或其有机化合物。

8.根据权利要求2所述的高电导率锂离子电池正极磷酸亚铁锂材料的制备方法，其特征在于：所述过渡金属的有机化合物为其环多烯化合物、羰基化合物或者不饱和链烃化合物。

9.根据权利要求2所述的高电导率锂离子电池正极磷酸亚铁锂材料的制备方法，其特征在于：在步骤A中所述的分散剂为去离子水、乙醇、乙二醇、丙酮中的一种或者几种的任意比混合物。