[发明专利]一种磷酸铁锂复合改性的锂离子电池正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种磷酸铁锂复合改性的锂离子电池正极材料，其特征在于，该正极材料化学式为LiFe_1-xRE_xPO₄-REPO₄/(C+Fe₂P)，存在LiFe_1-xRE_xPO₄、REPO₄和Fe₂P多相结构，REPO₄、C和Fe₂P包覆LiFe_1-xRE_xPO₄表面，x为0.01～0.04；RE＝La、Nd、Sm或Ce。

2.权利要求1所述一种磷酸铁锂复合改性的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤和工艺条件：

第一步以乙醇为分散剂，以柠檬酸铁和无机铁化合物的混合物为铁源，将铁源、锂源化合物、磷源化合物和掺杂剂稀土氧化物通过球磨混合均匀，柠檬酸铁的加入量为目标产物LiFePO₄理论质量的10％～45％，其中Li∶Fe∶P∶Sm的摩尔比为(1～1.02)∶(0.96～1)∶1∶(0.01～0.05)，无机铁源与柠檬酸铁加入的按其中铁原子的物质量比为(0.9～0.55)∶(0.1～0.45)；乙醇加入量为原料混合物质量的100％～300％；

所述锂源化合物为磷酸锂、硝酸锂、碳酸锂、醋酸锂和氢氧化锂中的一种或多种；

所述磷源化合物为磷酸、磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵和磷酸铁中的一种或多种；

所述无机铁源化合物为三氧化二铁、磷酸铁和四氧化三铁中的一种或多种；

所述稀土元素的氧化物为氧化钐、氧化镧、氧化钕和氧化铈中的一种或多种；

第二步将混合后的原料在300～450℃下加热5～20小时，冷却、研磨后得反应前驱体；

第三步将反应前驱体在600～800℃下煅烧10～40小时，冷却后即得LiFe_1-xRE_xPO₄-REPO₄/(C+Fe₂P)磷酸铁锂复合改性的锂离子电池正极材料。

3.根据权利要求2所述一种磷酸铁锂复合改性的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述乙醇加入量为原料混合物质量的100％～200％。

4.根据权利要求2所述一种磷酸铁锂复合改性的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述目标产物LiFePO₄理论质量是指按照磷酸铁锂复合改性的锂离子电池正极材料的结构式，铁源、锂源化合物、磷源化合物和掺杂剂稀土氧化物的物质量的比例加入，完全反应所得产物的质量。

5.根据权利要求2所述一种磷酸铁锂复合改性的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述原料在300～450℃下加热的时间为10～15小时。

6.根据权利要求2所述一种磷酸铁锂复合改性的锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述煅烧的时间为20～30小时。