[发明专利]正极材料及其制备方法及锂二次电池

权利要求书

1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料具有核壳结构，从内向外依次包括：

氟掺杂的磷酸氧钒锂内核层；

包含焦磷酸锂的中间过渡层；以及

碳层表面包覆层；

所述氟掺杂的磷酸氧钒锂的化学通式为Li_xVO_1-aF_aPO₄，其中，0.9≤x≤1.1，0a≤0.08。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，0a≤0.05。

3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，在所述正极材料中，氟掺杂的磷酸氧钒锂、焦磷酸锂、碳的摩尔比为1:b:d，其中，0b≤0.10，0d≤1.5，且0b+d≤1.5。

4.根据权利要求3所述的正极材料，其特征在于，0b≤0.05，0d≤0.9。

5.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，包含焦磷酸锂的中间过渡层与碳层表面包覆层的界面处形成过渡态的焦磷酸锂/碳复合物。

6.一种正极材料的制备方法，用于制备权利要求1-5中任一项所述的正极材料，其特征在于，包括步骤：

(1)将过量锂源、钒源、磷源、氟源按比例加入溶剂中进行混合得到浆料，浆料干燥后在非还原性气氛中烧结得到锂含量相对目标产物氟掺杂的磷酸氧钒锂过量的前驱物；

(2)将前驱物与磷源、碳源按比例加入溶剂中混合得到浆料，浆料干燥后在非活性气氛中烧结，从而在前驱物的表面依次形成包含焦磷酸锂的中间过渡层以及碳层表面包覆层，完成正极材料的制备。

7.根据权利要求6所述的正极材料的制备方法，其特征在于，

在步骤(1)中，锂源、钒源、磷源、氟源的加入量为Li原子、V原子、P原子、F原子的摩尔比为(x+4b):1:1:a，0.9≤x≤1.1，0a≤0.08；

在步骤(2)中，前驱物、磷源、碳源的加入量为前驱物、P原子、C原子的摩尔比为1:2b:d，0b≤0.10，0d≤1.5，且0b+d≤1.5。

8.根据权利要求6所述的正极材料的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中：

所述锂源选自碳酸锂、草酸锂、醋酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、氯化锂、硫酸锂中的一种或几种；

所述钒源选自五氧化二钒、偏钒酸铵、钒酸铵、三氧化二钒、草酸氧钒中的一种或几种；

所述磷源选自磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸三铵、磷酸、焦磷酸中的一种或几种；

所述氟源选自氟化锂、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中的一种或几种。

9.根据权利要求6所述的正极材料的制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，

所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、果糖、麦芽糖、乳糖、单晶冰糖、淀粉、纤维素、柠檬酸、抗坏血酸、硬脂酸、单硬脂酸甘油酯、单月桂酸甘油酯、乙二醇、聚乙二醇、丙三醇、聚苯乙烯、沥青、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇缩丁醛、酚醛树脂、糠醛树脂中的一种或几种；

所述磷源选自磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸三铵、磷酸、焦磷酸中的一种或几种。

10.根据权利要求6所述的正极材料的制备方法，其特征在于，

在步骤(1)中，烧结温度为400℃～700℃，烧结时间为1h～6h；

在步骤(2)中，烧结温度为500℃～800℃，烧结时间为2h～12h。

11.一种锂二次电池，其特征在于，包括根据权利要求1-5中任一项所述的正极材料。