[发明专利]一种正极材料和锂离子电池

权利要求书

1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料包括磷酸锰铁锂和包覆在所述磷酸锰铁锂表面的碳包覆层；

所述正极材料包括020晶面、121晶面和131晶面，所述020晶面的晶粒尺寸为D(020)，所述121晶面的晶粒尺寸为D(121)，所述131晶面的晶粒尺寸为D(131)；

α＝D(020)/D(121)+D(131)/D(020)，1.5≤α≤2.5。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂的化学式为Li_aMn_xFe_yPO₄，其中，0.95≤a≤1.05，0＜x，0＜y，0.93≤x+y≤1。

3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂还包括掺杂元素，所述掺杂元素选自Mg、Al、Si、S、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、Ag、Sn、Sb、Te、I、W、Au、F的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的正极材料，其特征在于，所述掺杂元素的掺杂量为500-5000ppm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的正极材料，其特征在于，所述碳包覆层的厚度为1.0-5.0nm。

6.根据权利要求1-5任一项所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料通过如下制备方法制备得到：

将锂源、锰源、铁源、磷源和碳源混合并进行湿法研磨，得到D50为0.1-1μm的研磨产物；

将所述研磨产物进行喷雾干燥，得到中间产物；

对所述中间产物进行至少一次热处理，得到所述正极材料。

7.根据权利要求6所述的正极材料，其特征在于，所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂、磷酸二氢锂、乙酸锂、硝酸锂中的一种或多种；

所述锰源包括氧化亚锰、二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰、碳酸锰、碳酸锰铁、硝酸锰、硫酸锰、氢氧化锰、氢氧化锰铁、草酸锰、草酸锰铁、磷酸氢锰、磷酸二氢锰、磷酸锰铁铵、磷酸亚锰铁、磷酸锰铁氢中的一种或多种；

所述铁源包括铁、氧化亚铁、三氧化二铁、草酸亚铁、草酸锰铁、碳酸锰铁、氢氧化铁、氢氧化锰铁、磷酸铁、磷酸锰铁铵、磷酸亚锰铁、磷酸锰铁氢中的一种或多种；

所述磷源包括磷酸、磷酸二氢铵、磷酸二氢锰、磷酸锰铁铵、磷酸亚锰铁、磷酸锰铁氢中的一种或多种；

所述碳源包括葡萄糖、蔗糖、果糖、乳糖、柠檬酸、淀粉、PVP、PEG、PAN、酚醛树脂、苯丙氨酸、石墨、石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管中的一种或多种。

8.根据权利要求6或7所述的正极材料，其特征在于，所述锂源、锰源、铁源、磷源的摩尔比为(0.95-1.05)：(0.5-0.8)：(0.5-0.2)：1；所述碳源中以含碳量计，碳元素的质量为物料总质量的2-8％。

9.根据权利要求6-8任一项所述的正极材料，其特征在于，所述热处理包括升温阶段和保温阶段，所述升温阶段包括第一升温阶段和第二升温阶段，所述第一升温阶段包括按照第一升温速度将温度升高至300℃，第一升温速度为0.4-1.6℃/min，第二升温阶段包括按照第二升温速度将温度升高至最高热处理温度，最高热处理温度为600-800℃，保温阶段的温度为最高热处理温度，保温时间为4-15h。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求1-9任一项所述的正极材料。