[发明专利]一种锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池正极材料，其特征在于，该正极材料含有磷酸铁锂、纳米金刚石和纳米炭黑。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其中，相对于100重量份的所述磷酸铁锂，纳米金刚石和纳米碳黑的总含量为0.5-6重量份，且纳米金刚石和纳米碳黑的重量比为1∶4-9。

3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其中，纳米金刚石的颗粒直径为3-20纳米，纳米碳黑的颗粒直径为4-15纳米。

4.根据权利要求1所述的正极材料，其中，所述正极材料中还含有金属氧化物。

5.根据权利要求4所述的正极材料，其中，以锂原子和所述金属氧化物中的金属原子计，磷酸铁锂与所述金属氧化物的摩尔比为1∶0.001-0.01。

6.根据权利要求4或5所述的正极材料，其中，所述金属氧化物为选自氧化铌、氧化锡、氧化钛、氧化镁、氧化铝、氧化钒、氧化锑和氧化钇中的至少一种。

7.权利要求1所述的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括将锂源、铁源和磷源与含有纳米金刚石和纳米碳黑的混合物混合以制备正极材料前驱体，然后，在惰性气体气氛中，使所述正极材料前驱体依次在450-550℃下热处理2-6小时和在600-700℃下热处理2-10小时。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，以Li、Fe和P原子计，所述锂源、铁源和磷源的用量的摩尔比为1∶1-1.01∶1-1.01。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，在含有纳米金刚石和纳米碳黑的混合物中，纳米金刚石和纳米碳黑的重量比为1∶4-9。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，相对于100重量份的锂源、铁源和磷源，所述含有纳米金刚石和纳米碳黑的混合物的用量为0.5-10重量份。

11.根据权利要求7所述的方法，其中，纳米金刚石的颗粒直径为3-20纳米，纳米碳黑的颗粒直径为4-15纳米。

12.根据权利要求7、9、10或11所述的方法，其中，所述含有纳米金刚石和纳米碳黑的混合物的制备方法包括使三硝基甲苯和环三亚甲基三硝胺的混合物发生化学爆炸。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，三硝基甲苯和环三亚甲基三硝胺的重量比为1∶1-2.5。

14.根据权利要求7所述的方法，其中，该方法还包括使所述正极材料前驱体中含有金属氧化物和/或在450-700℃下能够分解成金属氧化物的金属盐。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，以锂原子和所述金属氧化物中的金属原子计，所述锂源与所述金属氧化物和/或在450-700℃下能够分解成金属氧化物的金属盐的摩尔比为1∶0.001-0.01。

16.根据权利要求14或15所述的方法，其中，所述金属氧化物为选自氧化铌、氧化锡、氧化钛、氧化镁、氧化铝、氧化钒、氧化锑和氧化钇中的至少一种；所述金属盐为选自铌、锡、钛、镁、铝、钒、锑和钇中的至少一种的草酸盐。

17.根据权利要求7所述的方法，其中，该方法还包括在使所述正极材料前驱体在450-550℃下处理之前，将所述正极材料前驱体进行球磨和喷雾干燥。

18.根据权利要求7所述的方法，其中，所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂、醋酸锂、氟化锂、氯化锂、溴化锂、碘化锂和磷酸二氢锂中的至少一种；所述铁源为草酸亚铁、醋酸亚铁、氯化亚铁、硫酸亚铁、磷酸亚铁和磷酸铁中的至少一种；所述磷源为磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸亚铁、磷酸铁和磷酸二氢锂中的至少一种。