[发明专利]一种锂离子电池磷酸盐基复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池磷酸盐基复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将磷源和表面活性剂球磨混合，得到乳白色混合物，加入石蜡继续球磨混合，加入过渡金属离子前驱体和锂源继续球磨得到均匀的混合物，所得的混合物升温煅烧，自然冷却得磷酸盐基复合正极材料；所述的过渡金属离子前驱体包括以下(1)(2)(3)中的两种或三种：

(1)钒的氧化物、水合草酸矾、偏钒酸铵、钒酸锂中的一种或几种的混合物；

(2)硫酸亚铁、草酸亚铁、氧化铁、柠檬酸铁、磷酸铁、硝酸铁中的一种或几种的混合物；

(3)硫酸锰、草酸锰、水合乙酸锰、氧化锰、柠檬酸锰、磷酸锰、硝酸锰中的一种或几种的混合物。

2.根据权利要求1所述的磷酸盐基复合正极材料，其特征在于，所述的磷酸盐基复合正极材料为以下四种复合材料中的任一种：

(1)xLiFePO₄·yLi₃V₂(PO₄)₃/C，其中x：y＝(1-99):(1-99)；

(2)xLiMnPO₄·yLi₃V₂(PO₄)₃/C，其中x：y＝(1-99):(1-99)；

(3)xLiFePO₄·yLiMnPO₄/C，其中x：y＝(1-99):(1-99)；

(4)xLiFePO₄·yLiMnPO₄·zLi₃V₂(PO₄)₃/C，其中x：y：z＝(1-98):(1-98):(1-98)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的升温煅烧是指在惰性气体或还原性气体保护下以1～9℃/min升温速率升至600～900℃恒温煅烧6-12h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的表面活性剂为高分子表面活性剂，其分子结构中同时含有亲水基团和亲油基团；亲水基团为极性基团，包括羧酸基、磺酸基、硫酸基、磷酸基、氨基或胺基及其盐、羟基、酰胺基、醚键；亲油基团为非极性链烃基，包括8个碳原子以上烃链中的一种。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述的表面活性剂包括油酸、硬脂酸、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸铵、十二烷基磷酸酯、十二烷基二甲基氧化胺聚苯乙烯磺酸钠、聚苯乙烯马来酸酐共聚物、氨基酸型甘油酯、脂肪醇、脂肪醇羟乙基磺酸钠、脂肪酸磺烷基酯或脂肪酸磺烷基酰胺。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的表面活性剂和磷源的摩尔比为0.2～3；所述的石蜡和表面活性剂的质量比为0.5～3。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的锂源包括碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂、硝酸锂、碘化锂、溴化锂、四氟硼酸锂、草酸锂、磷酸二氢锂中的一种或几种的混合物；所述的磷源包括磷酸二氢氨、磷酸氢二氨、磷酸铵、磷酸二氢锂、磷酸铁、五氧化二磷中的一种或几种的混合物。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的锂源，过渡金属离子前驱体和磷源的加入量以满足Li：V：P元素的摩尔比例为3.0～3.3：2：3为准，Li：M：P元素的摩尔比例为1.0～1.1：1：1为准，M为Fe或Mn。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的惰性气体为氮气、氩气或氮氩混合气；还原性气体氮气、氩气、氮氩混合气和氢气、一氧化碳气体的混合气，其中氢气或者一氧化碳的体积含量为3～15％。

10.一种锂离子电池磷酸盐基复合正极材料，其特征在于，是由权利要求1-9任一项所述的方法制备而成的。