[发明专利]核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂的制备方法包括：

在第一溶剂的存在下，使铁源化合物、过渡金属化合物及单宁酸发生螯合反应，得到含有螯合物的产物体系，所述过渡金属化合物中的过渡金属离子的价态≥4；

使磷源化合物、锂源化合物及所述螯合物进行水热合成反应，得到单宁酸包覆过渡金属离子掺杂磷酸铁锂前驱体；

在惰性气氛下，使所述单宁酸包覆过渡金属离子掺杂磷酸铁锂前驱体进行烧结，得到所述核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂；

其中，所述过渡金属离子选自Ti⁴⁺、W⁶⁺、Ta⁵⁺、Nb⁵⁺、Zr⁴⁺、Mo⁶⁺和V⁵⁺组成的组中的一种或几种，所述过渡金属化合物为所述过渡金属离子的氯化物、硫酸盐、硝酸盐、乙酸盐、有机盐组成的组中的一种或几种；

所述螯合反应中，所述单宁酸、所述铁源化合物中的铁离子与所述过渡金属离子的摩尔数之比为（0.1～3）：1：（0.001～0.02）；

所述锂源化合物、所述铁源化合物、所述过渡金属化合物中过渡金属离子及所述磷源化合物的摩尔数之比（1～4）：（0.9～1.5）：（0.001～0.02）：（0.6～1.5）；

所述水热合成反应的温度为120～240℃，所述烧结过程的烧结温度为350～900℃。

2.根据权利要求1所述的核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述过渡金属离子为Ti⁴⁺。

3.根据权利要求1所述的核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述水热合成反应的反应时间为5～48 h，pH为5～8。

4.根据权利要求1或3所述的核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述烧结过程的保温时间3～12h；

所述烧结过程中的升温速率为2～10 ℃·min^-1，烧结结束后的降温速率为2～15 ℃·min^-1。

5.根据权利要求4所述的核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述烧结过程中的升温速率为5℃·min^-1，烧结结束后的降温速率为10℃·min^-1。

6.根据权利要求1所述的核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述铁源化合物选自氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化铁、硫酸铁、硝酸铁、磷酸铁、乙酰丙酮氧铁、三氟甲烷磺酸铁、二茂铁组成的组中的一种或多种；

所述磷源化合物选自磷酸和/或磷酸二氢铵；及

所述锂源化合物选自碳酸锂、氢氧化锂、硫酸锂、乙酸锂、硝酸锂、三氟甲烷磺酸锂和草酸锂组成的组中的一种或多种。

7.一种核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂，其特征在于，所述核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂采用权利要求1至6中任一项所述的制备方法制得。

8.根据权利要求7所述的核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂，其特征在于，所述核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂采用LiFe_1-xM_xPO₄@C表示，其中x为0.001～0.02，M为价态≥4的过渡金属离子。

9.一种锂离子电池，包括正极材料，其特征在于，所述正极材料包括权利要求7-8任一项所述的核壳型碳包覆掺杂类磷酸铁锂。

10.一种电力驱动装置，其特征在于，所述电力驱动装置包括权利要求9所述的锂离子电池。