[发明专利]一种磷酸盐系正极材料及其制备方法和锂离子电池

权利要求书

1.一种磷酸盐系正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

(1)混合磷酸盐系正极材料的原料、第一碳源和溶剂，并经干燥、破碎和第一煅烧，得到一烧颗粒；

(2)混合第二碳源和步骤(1)所述一烧颗粒，并经热处理，所述热处理的过程中第二碳源经升华并附着在所述一烧颗粒的表面，再经第二煅烧，得到所述磷酸盐系正极材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述第一煅烧在氮气气氛下进行；

优选地，所述第一煅烧包括第一升温阶段和第一恒温阶段；

优选地，所述第一升温阶段的升温速率为3～9℃/min；

优选地，所述第一升温阶段的终温为400～700℃；

优选地，所述第一恒温阶段的时间为2～12h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述第二碳源占所述一烧颗粒质量的3～6％；

优选地，所述第二碳源的升华点为100～300℃；

优选地，所述第二碳源包括萘、蒽、1,4-萘醌、苯甲酸、水杨酸、邻苯二甲酸酐、2,4,6-三异丙基-1,3,5-三氧六环、樟脑或咖啡因中的任意一种或至少两种的组合，优选为萘、蒽或苯甲酸中的任意一种或至少两种的组合。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述热处理包括第二升温阶段和第二恒温阶段；

优选地，所述第二升温阶段的升温速率为1～3℃/min；

优选地，所述第二升温阶段的终温为100～300℃；

优选地，所述第二恒温阶段的恒温时间为1～2h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述第二煅烧包括第三升温阶段和第三恒温阶段；

优选地，所述第三升温阶段的升温速率高于所述第二升温阶段的升温速率；

优选地，所述第三升温阶段的升温速率为10～15℃/min；

优选地，所述第三升温阶段的终温为400～750℃；

优选地，所述第三恒温阶段的恒温时间为4～8h。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述磷酸盐系正极材料的原料包括锂源、磷源和铁源，所述磷酸盐系正极材料的原料可选地还包括锰源。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述第一碳源包括葡萄糖、蔗糖、PVDF、炭黑、PEG、石蜡、石墨或石墨烯中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述第一碳源占所述磷酸盐系正极材料的原料的质量的5～15％。

8.一种磷酸盐系正极材料，其特征在于，所述磷酸盐系正极材料由权利要求1～7任一项所述的磷酸盐系正极材料的制备方法制得。

9.根据权利要求8所述的磷酸盐系正极材料，其特征在于，所述磷酸盐系正极材料的粒径为80～200nm；

优选地，所述磷酸盐系正极材料包括磷酸盐系正极材料颗粒以及包覆在所述磷酸盐系正极材料颗粒的碳膜；

优选地，所述磷酸盐系正极材料中碳的质量分数为0.8～3.0％；

优选地，所述碳膜包括第一碳膜和第二碳膜；

优选地，所述碳膜的厚度为2～3nm；

优选地，所述第一碳膜的厚度为1～2.5nm；

优选地，所述第二碳膜的厚度为0.5～1nm；

优选地，所述碳膜的表面粗糙度Ra≤1.0nm。

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8或9所述的磷酸盐系正极材料。