[发明专利]锂离子电池正极材料及其制备方法、锂离子电池正极浆料及正极、锂离子电池和设备

权利要求书

1.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，包括核层和包覆所述核层的壳层，所述核层包括碳包覆的磷酸铁锂，所述壳层包括磷酸钒锂。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述磷酸钒锂与所述碳包覆的磷酸铁锂的质量比为(20+y)：(80-y)，其中，0≤y≤20。

3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池正极材料，其特征在于，所述碳包覆的磷酸铁锂中的碳的原料包括葡萄糖和醋酸纤维素。

4.一种权利要求1-3任一项所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括：

将磷酸钒锂与所述碳包覆的磷酸铁锂混合后进行第一球磨，再在氢气和惰性气体的混合气体中烧结；

优选地，所述磷酸钒锂的制备方法包括：将碳酸锂、磷酸二氢铵和五氧化二钒混合后进行第二球磨，然后干燥、预烧得到所述磷酸钒锂；

优选地，所述碳酸锂、所述磷酸二氢铵和所述五氧化二钒的摩尔比为(2-4)：(2-4)：(1-3)；

优选地，所述第二球磨时，加入乙醇；

优选地，所述碳酸锂、所述磷酸二氢铵和所述五氧化二钒的总质量与所述乙醇的料液比为1：(30-50)g/mL；

优选地，所述预烧的温度为80-100℃，时间为1-3h；

优选地，所述第一球磨和所述第二球磨的时间各自独立的为6-10h；

优选地，所述氢气和惰性气体的混合气体包括体积分数为3％-5％的氢气和95％-97％的惰性气体；

优选地，所述烧结的温度为700-900℃，时间为7-9h。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碳包覆的磷酸铁锂的制备方法包括：

将磷酸铁锂、葡萄糖和醋酸纤维素分散到水中，然后干燥、粉碎，再在惰性气体氛围下炭化处理；

优选地，所述磷酸铁锂、所述葡萄糖和所述醋酸纤维素的质量比为100：X：(20-X)，其中，0＜X＜20；

优选地，所述分散在超声条件下进行，时间为1-3h；

优选地，所述干燥在真空条件下进行，温度为60-120℃，时间为24-36h；

优选地，所述炭化处理的升温速率为2-8℃/min，终点温度为700-900℃，恒温时间为3-24h。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸铁锂的制备方法包括：

将锂源和溶剂混合得到含锂溶液，然后将所述含锂溶液与磷源混合得到磷酸锂悬浊液，再将所述磷酸锂悬浊液与铁源混合得到均相分散液；

将所述均相分散液喷雾干燥得到前驱体，然后在弱还原性气氛中煅烧得到所述磷酸铁锂；

优选地，所述锂源包括氢氧化锂，所述磷源包括磷酸，所述铁源包括硫酸亚铁，所述溶剂包括乙二醇；

优选地，所述含锂溶液中锂元素的浓度为0.01-2mol/L；

优选地，所述均相分散液中锂元素、磷元素和铁元素的摩尔比为(2-3)：1：1；

优选地，所述喷雾干燥的入口温度为120-150℃；

优选地，所述弱还原性气氛包括体积分数为3％-5％的氢气和95％-97％的惰性气体；

优选地，所述煅烧的温度为700-900℃，时间为5-24h。

7.一种锂离子电池正极浆料，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的锂离子电池正极材料；

优选地，还包括导电剂、粘结剂和溶剂。

8.一种锂离子电池正极，其特征在于，使用权利要求7所述的锂离子电池正极浆料制得。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求8所述的锂离子电池正极。

10.一种设备，其特征在于，包括权利要求9所述的锂离子电池。