[发明专利]一种新型磷酸盐基正极复合材料及其制备方法和用途

权利要求书

1.一种磷酸盐基电池正极复合材料，其特征在于，所述复合材料包括(1)磷酸钒锂盐/磷酸钒钠盐的晶粒，以及(2)包覆于晶粒外的碳层，其中，所述的晶粒具有单斜和斜方两种晶格结构。

2.如权利要求1所述的正极复合材料，其特征在于，所述复合材料的化学式为A_3-xV_2-yM_y(PO₄)₃/C，其中，所述A为Li⁺、Na⁺或其混合物，所述M为Mg、Al、Sc、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn，或Nb，0≤x≤3.0，0≤y≤2.0；所述C为碳层。

3.如权利要求1所述的正极复合材料，其特征在于，所述复合材料化学式为Li_3-x-aNa_aV_2-yM_y(PO₄)₃/C，其中，0≤a≤1.0，0≤y≤2.0，0≤x≤3-a，M为Mg、Al、Sc、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn，或Nb，所述C为碳层。

4.如权利要求1所述的正极复合材料，其特征在于，所述复合材料化学式为Na_3-x-bLi_bV_2-yM_y(PO₄)₃/C，其中，0≤b≤1.0，0≤y≤2.0，0≤x≤3-b，M为Mg、Al、Sc、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn，或Nb，所述C为碳层。

5.如权利要求1所述的正极复合材料，其特征在于，所述复合材料化学式为Li_3-a-xNa_a-zV_2-yM_y(PO₄)₃/C，其中0.1≤a≤2.9，0≤x≤3-a，0≤z≤a，0≤y≤2.0，M为Mg、Al、Sc、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn，或Nb，所述C为碳层。

6.如权利要求1所述的正极复合材料，其特征在于，所述复合材料具有一个到四个电压平台；更佳地，所述平台电压选自下组：约3.6V、约3.7V、约3.8V、和约4.1V。

7.如权利要求1所述的正极复合材料，其特征在于，所述碳层的含量为复合材料总重量的0.1～40wt％；和/或

所述碳源为热解炭、石墨、或其混合物。

8.一种电池正极，其特征在于，所述正极含有权利要求1所述的正极复合材料。

9.如权利要求8所述的电池正极，其特征在于，所述的正极还含有导电剂和粘结剂。

10.一种二次电池，其特征在于，所述电池含有权利要求8所述的电池正极。

11.一种二次电池，其特征在于，所述二次电池包含正极材料、负极材料、隔膜、电解液、和外壳，其中，所述正极材料包含权利要求书1所述的磷酸基电池正极复合材料。

12.一种如权利要求1所述正极复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：

(1)按锂、钠、钒、磷酸根摩尔比例为1.00-2.70∶2.00-0.30∶2.00∶3.00称取锂源材料、钠源材料、钒源材料和磷酸根源材料，并加入碳源材料(碳源材料加入量为复合材料总重量的0.1～40wt％)混合后，加入分散剂，通过球磨机处理，从而形成经球磨的前驱体；

(2)在保护气体存在下，将步骤(1)得到的经球磨的前驱体通过加热烧结，从而得到权利要求1所述的正极复合材料。

13.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)的加热烧结为于300-500℃下焙烧2-20h后，升温至600-900℃焙烧8-40h。

14.如权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述保护气体为氢气、氮气、氩气或其混合气体。

15.一种如权利要求1所述的复合材料的用途，其特征在于，用于制备权利要求10或11所述的二次电池。