[发明专利]快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料，其特征在于，包括磷酸铁锂基体以及包覆于所述基体外表面的包覆层，所述磷酸铁锂基体的分子式为LiFe_1-xM_xPO₄，其中，0≤x≤0.02，M为锰、钛、镁、铝、锆、稀土元素中的至少一种；自所述基体向外，所述包覆层依次包括硒酸锂内层和碳外层。

2.根据权利要求1所述的快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料，其特征在于，所述磷酸铁锂基体的外表面层中表相掺杂有第二添加剂，所述第二添加剂为改善所述正极材料离子电导性能的纳米材料。

3.根据权利要求2所述的快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料，其特征在于，所述纳米材料包括纳米氧化铝、纳米氧化锆、纳米氧化钇、纳米稀土氧化物、纳米氧化铌、硼酸中的至少一种；

和/或，所述第二添加剂的质量占所述快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料质量的0.01-1％；

和/或，所述硒酸锂内层的质量占所述快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料质量的0.01-2％；

和/或，所述碳外层的质量占所述快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料质量的0.5-3％。

4.根据权利要求1-3任一项所述的快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料，其特征在于，所述快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料的二次粒径D50为0.5-2.5μm，一次粒径为200-450nm。

5.一种权利要求1-4任一项所述的快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

制备前驱体：将可溶性亚铁盐溶于水后加入或不加入含M元素的可溶性盐添加剂，经一次加热搅拌后得到第一溶液，再向所述第一溶液中加入磷源并保持pH在1-4之间，待所述磷源加入完毕后进行二次加热搅拌，之后经过过滤、洗涤，得到M元素体相掺杂的磷酸铁前驱体；

制备正极材料：向所述前驱体中加入碳酸锂、碳源、硒源，进行球磨、砂磨、喷雾后进行煅烧、气流粉碎，得到所述快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料。

6.根据权利要求5所述的快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，

所述硒源包括三氧化硒、硒酸、硒酸铵、硒酸锂中的一种或多种

和/或，所述碳源包括有机碳源和/或无机碳源；

和/或，所述磷源包括磷酸、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐中的一种或多种；

和/或，所述可溶性盐添加剂包括钛、镁、铝、锆、稀土元素的可溶性硫酸盐、硝酸盐中的一种或多种。

7.根据权利要求5所述的快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，

在制备正极材料步骤中，向所述前驱体中加入碳酸锂、碳源、硒源的同时加入所述第二添加剂，所述第二添加剂为改善所述正极材料离子电导性能的纳米材料。

8.根据权利要求7所述的快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述可溶性亚铁盐溶于水后形成的溶液浓度为1mol/L；

和/或，所述可溶性盐添加剂的添加量为快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料质量的0.01％-1％；

和/或，碳酸锂、可溶性亚铁盐、磷源中的锂、铁、磷元素摩尔比为(1-1.1)：(0.9-1)：1；

和/或，所述碳源的添加量为按照所述快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料中碳质量含量为0.5-3％添加；

和/或，所述硒源的添加量为快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料质量的0.01-2％；

和/或，所述第二添加剂的添加量为快离子导体包覆磷酸铁锂正极材料质量的0.01-1％。