[发明专利]一种稀土掺杂的动力电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种稀土掺杂的动力电池正极材料，其特征在于，其化学组成为(LiFe)_1-xR_xPO₄，其中R为La、Ce、Pr、Tb、Ho、Lu、Y或Sc，0.00001≤x≤0.05。

2.一种稀土掺杂的动力电池正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)按摩尔比为含铁化合物∶含锂化合物∶含PO₄^3-的化合物∶含R的化合物∶尿素＝(1-x)∶(1-x)∶1∶x∶(1～0.5)的比例，其中0.00001≤x≤0.05，将五种化合物溶解于水中得到均一溶液，然后加热溶液至50～60℃时，调节溶液的pH值为5.0～7.0，快速搅拌10～24h后抽滤，得到沉淀并用去离子水洗涤沉淀，干燥沉淀后得到前驱体；

所述的R为La、Ce、Pr、Tb、Ho、Lu、Y或Sc，含R的化合物为R(NO₃)₃或RCl₃；

2)将得到的前驱体在N₂/H₂混合气体或Ar/H₂混合气体保护气氛下静态烧结：升温速度为2～3℃/min，在温度达到200～230℃时保温3～5h，在温度达到650～750℃时保温5～16h，然后以降温速度为2～3℃/min降至室温；

在N₂/H₂混合气体或Ar/H₂混合气体中氢气的所占的体积比为1～25％；烧结温度为20℃～300℃之间时，以100～150ml/min的流量通入H₂，通入H₂的时间总和为3～5h；

烧结完成后得到稀土掺杂的动力电池正极材料(LiFe)_1-xR_xPO₄。

3.如权利要求2所述的稀土掺杂的动力电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述的含锂化合物为LiNO₃、LiOH、LiF、LiCl、LiBr、LiI、LiCH₂COOH·2H₂O。

4.如权利要求2所述的稀土掺杂的动力电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述的含铁化合物为FeSO₄·7H₂O、Fe(NO₃)₃·9H₂O、FeCl₃或FeC₂O₄。

5.如权利要求2所述的稀土掺杂的动力电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述的含PO₄^3-的化合物为H₃PO₄、NH₄H₂PO₄或(NH₄)₂HPO₄。

6.如权利要求2所述的稀土掺杂的动力电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述的均一溶液中Fe的浓度为0.1mol/L。

7.如权利要求2所述的稀土掺杂的动力电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述的干燥沉淀通过制备沉淀的悬浮液，然后采用180℃～200℃之间喷雾干燥、-20℃～-30℃之间冷冻干燥或110℃～120℃共沸干燥得到。