[发明专利]导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂、制备方法及应用

权利要求书

1.一种导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂的制备方法包括：

使快离子导体包覆源化合物、第一锂源化合物、螯合剂及水混合形成胶体溶液，所述快离子导体包覆源化合物中的不包含锂元素；

将磷酸铁锂基体材料与所述胶体溶液混合后进行水热合成反应，得到快离子导体包覆的磷酸铁锂前驱体，所述磷酸铁锂基体材料包括第二锂源化合物、磷源化合物和铁源化合物；

使所述快离子导体包覆的磷酸铁锂前驱体与碳源包覆反应，得到所述导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂。

2.根据权利要求1所述的导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述快离子导体包覆源化合物、所述第一锂源化合物、所述螯合剂及水的重量比为(1.5～6):(1～4):(1～10):(5～45)；

优选地，所述螯合剂选自柠檬酸、氨水、酒石酸钠、水杨酸钠和羟基羧酸组成的组中的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述水热合成反应包括：

使所述磷酸铁锂基体材料与所述胶体溶液混合后进行超声分散，得到分散液；

将所述分散液进行水热反应，得到所述快离子导体包覆的磷酸铁锂前驱体；

优选地，所述超声分散过程的功率为100～1000W，时间为10～120min；

优选地，所述水热反应的温度为120～250℃，反应时间为10～18h。

4.根据权利要求3所述的导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述磷酸铁锂基体材料与所述快离子导体包覆源化合物的重量比为100:(3～20)。

5.根据权利要求3或4所述的导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述水热合成反应还包括：在所述超声分散过程中加入分散剂；

优选地，所述分散剂选自十二烷基磺酸钠、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酰胺、甲基戊醇、三乙基己基磷酸组成的组中的一种或多种；

优选地，所述分散剂与所述磷酸铁锂基体材料的重量比为(1～5):100。

6.根据权利要求1所述的导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述快离子导体包覆的磷酸铁锂前驱体与所述导电化合物的重量比为100:(3～20)。

7.根据权利要求6所述的导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述碳源选自无机碳源和/或有机碳源，其中，

所述无机碳材料选自无机碳源本体和/或含掺杂元素的无机碳源本体，其中所述无机碳源本体选自氧化石墨烯、石墨炔、碳纳米管组成的组中的一种或多种，所述掺杂元素的所述掺杂元素选自F、Cl、Co、Mg、Ag、Pb、Se组成的组中的一种或多种；

所述有机碳源选自导电聚合物和非导电有机物，其中所述非导电有机物选自蔗糖、间苯二酚-甲醛树脂、1，4-苯三甲酸和苯乙酸组成的组中的一种或多种，所述导电聚合物选自聚丙烯酸、聚乙二醇亚胺、聚环氧乙烷、海藻酸钠和聚双炔组成的组中的一种或多种。

8.根据权利要求7所述的导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，当所述碳源为有机碳源时，所述包覆反应包括：在惰性气氛下，使所述快离子导体包覆的磷酸铁锂前驱体与导电化合物进行高温煅烧处理，其中所述高温煅烧过程的温度为500～650℃，反应时间为6～12h。

9.一种导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂，其特征在于，由内到外，所述导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂依次包括磷酸铁锂内核、快离子导体层以及电子导电层，且所述导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂采用权利要求1至8中任一项所述的制备方法制得。

10.一种锂离子电池，包括正极材料，其特征在于，所述正极材料包括权利要求9所述的导电和导离子双层原位包覆的磷酸铁锂或采用权利要求1至8中任一项所述的制备方法制得。