[发明专利]提高锂离子电池LiFePO4复合正极材料性能的方法

权利要求书

1.一种提高锂离子电池LiFePO₄复合正极材料性能的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)在LiFePO₄中分散或包覆导电碳；(2)在分散或包覆导电碳的LiFePO₄中加入少量导电的金属离子；(3)此后，在LiFePO₄晶格中掺杂少量高价金属阳离子，从而增加材料的本征电导率。

2.根据权利要求1所述的一种提高锂离子电池LiFePO₄复合正极材料性能的方法，其特征在于步骤(1)中所述导电碳的碳源为碳黑、蔗糖、有机添加剂和碳凝胶。

3.根据权利要求1所述的一种提高锂离子电池LiFePO₄复合正极材料性能的方法，其特征在于步骤(1)中所述导电碳的加入方式包括两种，分别是在制备LiFePO₄中加入，以及将反应所得的LiFePO₄粉末与碳源混合后，高温热处理来引入。

4.根据权利要求1所述的一种提高锂离子电池LiFePO₄复合正极材料性能的方法，其特征在于步骤(1)中分散或包覆导电碳采用固相反应方法，在原料预分解后，在80摄氏度，1C放电容量情况下加入高比表面积的碳黑，从而使得产物粒径小于10微米，电子导电率提高到1.7*10^-3S/cm。

5.根据权利要求1所述的一种提高锂离子电池LiFePO₄复合正极材料性能的方法，其特征在于步骤(1)中分散或包覆质量分数为1％的碳。

6.根据权利要求1所述的一种提高锂离子电池LiFePO₄复合正极材料性能的方法，其特征在于步骤(2)采用溶胶-凝胶法合成LiFePO₄，掺加质量分数为1％的Ag和Cu。

7.根据权利要求1所述的一种提高锂离子电池LiFePO₄复合正极材料性能的方法，其特征在于所述步骤(3)的所述金属离子包括Nb⁵⁺、Al³⁺、Ti⁴⁺、W⁶⁺、Zr⁴⁺中的一种或一种以上。

8.根据权利要求1-7任一所述的一种提高锂离子电池LiFePO₄复合正极材料性能的方法，其特征在于还包括步骤：

(4)将所述LiFePO₄改性为纳米级别的LiFePO₄颗粒。

9.根据权利要求8所述的一种提高锂离子电池LiFePO₄复合正极材料性能的方法，其特征在于所述步骤(4)采用两种方法：第一种方法是首先合成无定型的FePO₄前躯体，再以LiI为还原剂对FePO₄进行化学嵌锂，最后在550摄氏度下焙烧生成平均粒径仅有100nm的LiFePO₄晶体颗粒，产物具有良好的电化学性能，1C条件下首次放电容量达到155mAh/g，循环次数增加后容量逐渐减小，200个循环后一直稳定在110mAh/g以上，700个循环后容量没有衰减；第二种方法是将FeSO₄·7H₂O与H₃PO₄混合，缓慢加入LiOH调节溶液的pH值接近中性，经磁力搅拌器搅拌后，在500℃的还原气氛下加热3h。