[发明专利]改性磷酸铁锂材料、锂离子电池、动力电池组及其应用

权利要求书

1.一种改性磷酸铁锂材料，其特征在于，所述磷酸铁锂采用掺杂和包覆共同改性，掺杂元素包括钛、铝、钇或镧中的至少一种，包覆材料包括石墨烯、葡萄糖或聚乙烯醇中的至少一种以及快离子导体。

2.根据权利要求1所述的改性磷酸铁锂材料，其特征在于，所述掺杂元素的掺入量为0.05％-0.2％，优选为0.1％-0.15％。

3.根据权利要求1所述的改性磷酸铁锂材料，其特征在于，所述改性磷酸铁锂的含碳量为1.0％-2.0％，优选为1.2％-1.8％。

4.根据权利要求1所述的改性磷酸铁锂材料，其特征在于，所述快离子导体包括Li₇La₃Zr₂O₁₂、Li₁₀GeP₂S₁₂或(100-y-x)Li₂O:yB₂O₃:xLi₂SO₄(x+y<100)中的至少一种；

优选地，所述快离子导体的包覆量为0.01％-0.05％，进一步优选为0.02％-0.03％。

5.根据权利要求1-4任一项所述的改性磷酸铁锂材料，其特征在于，所述改性磷酸铁锂材料为二次颗粒结构，所述二次颗粒主要由一次颗粒组成，一次颗粒的粒径为5-50nm，二次颗粒的粒径为0.5-2.0μm。

6.一种锂离子电池，其特征在于，包括正极、负极、电解液和隔膜，正极采用权利要求1-5任一项所述的改性磷酸铁锂材料作为正极活性物质。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于，正极还包括正极集流体、导电剂、粘结剂和溶剂，正极集流体为表面涂覆有导电涂层的铝箔；

优选地，导电涂层为石墨烯导电剂和/或单壁碳纳米管；

优选地，导电剂为鳞片石墨导电剂和/或石墨烯导电剂；

优选地，粘结剂为PVDF粘结剂；

优选地，正极中，改性磷酸铁锂材料：磷片石墨导电剂：石墨烯导电剂及单壁碳纳米管：PVDF粘结剂的重量百分比为93.5％-95.9％：0.5％-1.5％：0.1％-1.5％：2.5％-3.5％。

8.根据权利要求6或7所述的锂离子电池，其特征在于，负极包括负极集流体、负极活性物质、导电剂、分散剂、粘结剂和溶剂，所述负极活性物质为石墨，石墨为一次颗粒和二次颗粒的覆合品，一次颗粒外表面包覆无定型碳，一次颗粒的粒径不超过12μm，二次颗粒中的一次粒子的粒径不超过5μm；

优选地，负极集流体为表面涂覆有导电涂层的铜箔；

优选地，导电涂层为石墨烯导电剂和/或单壁碳纳米管；

优选地，导电剂为石墨烯导电剂；

优选地，分散剂为CMC分散剂；

优选地，粘结剂为SBR粘结剂；

优选地，溶剂为NMP和水组成的混合溶剂；

优选地，混合溶剂中，NMP与水的质量百分比为0.2％-1.2％：98.8％-99.8％；

优选地，负极活性物质、导电剂、分散剂和粘结剂的总质量与溶剂的质量百分比为49％-51％：49％-51％；

优选地，负极活性物质、导电剂、分散剂与粘结剂的质量百分比为95.8％-97.7％：0.5％-1.2％：1.0％-1.5％：0.8％-1.5％；

优选地，电解液包括主溶剂、主盐、0-5％的锂盐添加剂、0-10％的有机添加剂和0-5％的稳定剂或润湿剂；

优选地，主溶剂选自EC、EMC、DMC、EA或EP中的至少一种；

优选地，主盐为0.5-1.5mol/L的六氟磷酸锂；

优选地，锂盐添加剂选自LiBOB、LiODFB、LiFSI、LiPO₂F₂或LiTFSI中的至少一种；

优选地，有机添加剂为VC和/或DTD。