本发明专利技术公开了一种适用于动力锂离子电池的正极材料磷酸铁锂及其制备方法，要解决的技术问题是获得较高的容量。本发明专利技术的适用于动力锂离子电池的正极材料磷酸铁锂，以掺杂磷酸铁锂为基体，基体外包覆有碳，其质量比为：磷酸铁锂50～99％，掺杂物0.01～49％，碳前驱体0.01～20％。本发明专利技术的制备方法，包括以下步骤：混合，掺杂，包覆碳，烧结。本发明专利技术与现有技术相比，采用多元复合方式包覆碳源的磷酸铁锂材料，电子导电率达到6.2×10-3Scm-1，可逆比容量大于155mAh/g，倍率性能优异，20C/1C保持率大于90％，安全性能稳定，适用于锂离子电池动力电池、储能电池、电动工具、各类便携式器件电池。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电池正极材料及其制备方法，特别是一种适用于动力电池用的锂离子电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
与普通3C用途的锂离子电池比较，动力锂离子电池对正极材料的要求更高，突出体现在对于材料的能量、功率、循环性能方面。作为锂离子电池正极材料的磷酸铁锂，要能胜任动力电池的要求还需在容量、倍率方面取得更大改进。制约磷酸铁锂在容量和倍率方面发挥的主要因素是其较低的本征电子导电率和锂离子迁移系数。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，要解决的技术问题是有效地提高磷酸铁锂材料的导电率，提高磷酸铁锂材料的大倍率放电性能，并获得较高的容量。本专利技术采用以下技术方案一种适用于动力锂离子电池的正极材料磷酸铁锂，所述适用于动力锂离子电池的正极材料磷酸铁锂以掺杂磷酸铁锂为基体，基体外包覆有碳， 其质量比为磷酸铁锂50 99 %，掺杂物0. 01 49 %，碳前驱体0. 01 20 % ；掺杂物为元素锰、钴、钒、镍、铝、镁、钙和锌的化合物中的一种以上；碳前驱体为有机碳源、无机碳源和气体碳源中的一种以上；所述锰的化合物为乙酸锰、碳酸锰和二氧化锰；所述钴的化合物为乙酸钴、碳酸钴和氧化钴；所述钒的化合物为钒的氧化物一氧化钒、三氧化二钒、二氧化钒和五氧化二钒；所述镍的化合物为乙酸镍、碳酸镍和氧化镍；所述铝的化合物为乙酸铝、 碳酸铝和氧化铝；所述镁的化合物为乙酸镁、碳酸镁和氧化镁；所述钙的化合物为乙酸钙、 碳酸钙、碳酸氢钙和氧化钙；所述锌的化合物为乙酸锌、碳酸锌和氧化锌；所述有机碳源为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、聚乙二醇、聚乙烯醇和柠檬酸；所述无机碳源为乙炔黑、碳纳米管和碳纳米纤维；所述气体碳源为乙炔、甲烷和乙烷。本专利技术的适用于动力锂离子电池的正极材料磷酸铁锂粒度为10 500nm，所述基体结构为橄榄石结构。一种适用于动力锂离子电池的正极材料磷酸铁锂的制备方法，包括以下步骤一、 混合，将锂源化合物、铁源、磷酸源化合物按锂、铁、磷的摩尔比1 3. 5 1 3 1 3 的比例混合，以5 500r/min速度，室温下搅拌或球磨1 M小时，得到磷酸铁锂前驱体混合物；二、掺杂，在磷酸铁锂前驱体混合物内添加掺杂元素锰、钴、钒、镍、铝、镁、钙和锌的化合物中的一种以上，掺杂物质量占正极材料磷酸铁锂原料的0. 01 49%，以5 500r/ min的速度，室温下搅拌或球磨1 M小时，得到掺杂的磷酸铁锂前驱体；三、包覆碳，加入占正极材料磷酸铁锂原料质量0. 01 20%的碳前驱体有机碳源和/或无机碳源，通气体碳源，得到动力锂离子电池的正极材料磷酸铁锂的前驱体，包覆的方式采用固相液相复合包覆、固相气相复合包覆、液相气相复合包覆或气相液相固相复合包覆；四、烧结，通入保护性气体或还原性气体，气体流量为0. 1 lOOL/min，以1 20°C /min的速率升温，在温度500 900°C中烧结5 36小时，自然降温至室温，得到适用于动力锂离子电池正极材料的磷酸铁锂；所述锂源化合物为氧化锂、氢氧化锂、磷酸锂、碳酸锂、硝酸锂、磷酸二氢锂、 甲酸锂和醋酸锂的一种以上；所述铁源为铁、铁源化合物磷酸铁、硫酸亚铁、三氧化二铁、氧化亚铁、四氧化三铁、硫酸亚铁铵、硫酸亚铁、磷酸亚铁、磷酸亚铁铵、柠檬酸铁和氯化亚铁中的一种以上；所述磷酸源化合物为五氧化二磷、磷酸、磷酸二氢铵、磷酸二氢锂、磷酸氢二铵、磷酸铵和磷酸氢铵盐中的一种以上；所述锰的化合物为乙酸锰、碳酸锰和二氧化锰；所述钴的化合物为乙酸钴、碳酸钴和氧化钴；所述钒的化合物为钒的氧化物一氧化钒、三氧化二钒、二氧化钒和五氧化二钒；所述镍的化合物为乙酸镍、碳酸镍和氧化镍；所述铝的化合物为乙酸铝、碳酸铝和氧化铝；所述镁的化合物为乙酸镁、碳酸镁和氧化镁；所述钙的化合物为乙酸钙、碳酸钙、碳酸氢钙和氧化钙；所述锌的化合物为乙酸锌、碳酸锌和氧化锌；所述有机碳源为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、聚乙二醇、聚乙烯醇和柠檬酸；所述无机碳源为乙炔黑、碳纳米管和碳纳米纤维；所述气体碳源为乙炔、甲烷和乙烷；所述保护性气体为氮气或氩气，还原性气体为氢气、乙炔、甲烷和乙烷中的一种以上。本专利技术的固相液相复合包覆，把掺杂的磷酸铁锂前驱体与有机碳源和/或无机碳源，以5 500r/min的转速，室温下搅拌或球磨1 M小时，然后，加入有机碳源和/或无机碳源，按固体液体质量比1 1 10，置于去离子水、乙醇或丙酮中，转速为1 500r/ min，室温下液相包覆1 M小时，干燥。本专利技术的固相液相复合包覆，把掺杂的磷酸铁锂前驱体与有机碳源和/或无机碳源，按固体液体质量比1 1 10，置于去离子水、乙醇或丙酮中，转速为1 500r/min， 室温下液相包覆1 M小时，干燥，再添加有机碳源和/或无机碳源，以5 500r/min的速度，室温下搅拌或球磨1 M小时。本专利技术的固相气相复合包覆，把掺杂的磷酸铁锂前驱体与有机碳源和/或无机碳源，以5 500r/min的转速，室温下搅拌或球磨1 M小时，然后，放入烧结设备中进行气相包覆，以1 15°C /min的升温速度，到300 900°C，通入碳源气体乙炔、甲烷或乙烷，流量0. 1 100L/min，恒温时间Imin 24h，炉内自然降温至室温。本专利技术的固相气相复合包覆，把掺杂的磷酸铁锂前驱体放入烧结设备中进行气相包覆，以1 15°c /min的升温速度，到300 900°C，通入碳源气体乙炔、甲烷或乙烷，流量 0. 1 lOOL/min，时间Imin Mh，炉内自然降温至室温，然后，加入有机碳源和/或无机碳源，以5 500r/min的转速，室温下搅拌或球磨1 M小时。本专利技术的液相气相复合包覆，把掺杂的磷酸铁锂前驱体与有机碳源和/或无机碳源，按固体液体质量比1 1 10，置于去离子水、乙醇或丙酮中，转速为1 500r/min，室温下液相包覆1 M小时，干燥，放入烧结设备中进行气相包覆，以1 15°C /min的升温速度，到300 900°C，通入碳源气体乙炔、甲烷或乙烷，流量0. 1 lOOL/min，时间Imin Mh，然后炉内自然降温至室温。本专利技术的液相气相复合包覆，把掺杂的磷酸铁锂前驱体置于烧结设备中进行气相包覆，以1 15°c /min的升温速度，到300 900°C，通入碳源气体乙炔、甲烷或乙烷，流量 0. 1 lOOL/min，时间Imin Mh，炉内自然降温至室温，然后，加入有机碳源和/或无机碳源，按固体液体质量比1 1 10，置于去离子水、乙醇或丙酮中，转速为1 500r/min，室温下液相包覆1 M小时，干燥。本专利技术的固相液相气相复合包覆，在掺杂的磷酸铁锂前驱体中加入碳前驱体有机碳源和/或无机碳源，以5 500r/min的转速，室温下搅拌或球磨1 M小时，然后，加入有机碳源和/或无机碳源，按固体液体质量比1 1 10，置于去离子水、乙醇或丙酮中，转速为1 500r/min，室温下液相包覆1 M小时，干燥，放入烧结设备中进行气相包覆，以0. 5 15°C /min的升温速度，到300 900°C，通入碳源气体乙炔、甲烷或乙烷，流量 0. 1 100L/min,时间Imin 24h，炉内自然降温至室温。本专利技术与现有技术相比，采用多元复合方式包覆碳源的磷酸铁锂材料，电子导电率达到6. 2 X 10_3k本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种适用于动力锂离子电池的正极材料磷酸铁锂，其特征在于：所述适用于动力锂离子电池的正极材料磷酸铁锂以掺杂磷酸铁锂为基体，基体外包覆有碳，其质量比为：磷酸铁锂５０～９９％，掺杂物０．０１～４９％，碳前驱体０．０１～２０％；掺杂物为元素锰、钴、钒、镍、铝、镁、钙和锌的化合物中的一种以上；碳前驱体为有机碳源、无机碳源和气体碳源中的一种以上；所述锰的化合物为乙酸锰、碳酸锰和二氧化锰；所述钴的化合物为乙酸钴、碳酸钴和氧化钴；所述钒的化合物为钒的氧化物一氧化钒、三氧化二钒、二氧化钒和五氧化二钒；所述镍的化合物为乙酸镍、碳酸镍和氧化镍；所述铝的化合物为乙酸铝、碳酸铝和氧化铝；所述镁的化合物为乙酸镁、碳酸镁和氧化镁；所述钙的化合物为乙酸钙、碳酸钙、碳酸氢钙和氧化钙；所述锌的化合物为乙酸锌、碳酸锌和氧化锌；所述有机碳源为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、聚乙二醇、聚乙烯醇和柠檬酸；所述无机碳源为乙炔黑、碳纳米管和碳纳米纤维；所述气体碳源为乙炔、甲烷和乙烷。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：岳敏，王思敏，黄友元，贺雪琴，王政，
申请(专利权)人：深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94
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