[发明专利]正极电极材料及其合成方法

权利要求书

1.一种正极电极材料，其特征在于：所述正极电极材料通式为CN/Li_xM_yM’_z（RO₄）_n，在Li_xM_yM’_z（RO₄）_n型化合物中包覆或掺杂有碳氮化合物（CN），碳氮化合物中，碳所占的元素比为1-99.9%，氮所占的元素比例为0.01-70%，碳氮化合物的质量为CN/Li_xM_yM’_z（RO₄）_n质量的0.1-30%，其中，0＜x≤3，0≤y≤2，0≤z＜0.5，1≤n≤3，M是元素Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn中的一种以上，M’是Mg、Ca、Al、Zn中的一种以上，R是S、P或Si，CN/Li_xM_yM’_z（RO₄）_n为橄榄石型结构或Nasicon结构；

所述碳氮化合物（CN）源为含碳氮三键的化合物丙烯腈、聚丙烯腈、乙腈、苯乙腈、己二腈、氰、氢氰酸、氰化钠、氰化钾，含碳氮双键的化合物希夫碱、一级醛亚胺、二级醛亚胺、一级酮亚胺、二级酮亚胺、醛肟、酮肟、二苯甲酮腙、羰基氰化物间氯苯腙，含碳氮元素的化合物吡啶、吡啶类、吡咯、吡咯类、硝基苯、基苯酚（苦味酸）、三硝基甲苯、三硝基间苯二酚、硝化甘油、亚硝基苯、亚硝胺、醛肟、酮肟，碳单质或含碳化合物与氮单质或含氮化合物的混合物，其中的一种以上；

所述含碳化合物为有机碳源葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、山梨糖、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯、聚丙烯、淀粉、纤维素及其酯、乙烯-环氧乙烷聚合物或呋喃醇的聚合物、柠檬酸；无机碳源乙炔黑、碳纳米管、碳纳米纤维；气体碳源为乙炔、甲烷、乙烷；

所述含氮化合物为硝酸、硝酸盐、一氧化二氮、一氧化氮、三氧化二氮、二氧化氮、四氧化二氮、五氧化二氮。硝酸盐为硝酸铁、硝酸锂。

2.一种正极电极材料的合成方法，包括以下步骤：

一、混合，按Li元素，M中包含的Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn元素，M’中包含的Mg、Ca、Al、Zn元素，R的S、P或Si元素，物质的量的配比：0＜Li≤3∶0≤M≤2∶0≤M’＜0.5∶1≤R≤3，CN源占Li源、M源、M’源、R源和CN源前躯体物料总质量的0.1-60%，将Li源、M源、M’源、R源和CN源混合，得到前驱体；

二、将前驱体放入管式炉、箱式炉、回转炉、辊道窑或隧道窑内，在氮气、惰性气体或还原性气体保护下，进行高温热解反应，以0.8-18℃/min的升温速率从室温升温至500-1100℃，热解反应1-72h，炉内自然冷却至室温，得到CN/Li_xM_yM’_z（RO₄）_n。在Li_xM_yM’_z（RO₄）_n型化合物中包覆或掺杂有碳氮化合物CN，CN的质量为CN/Li_xM_yM’_z（RO₄）_n质量的0.1-30%，其中，0＜x≤3，0≤y≤2，0≤z＜0.5，1≤n≤3，CN/Li_xM_yM’_z（RO₄）_n为橄榄石型结构或Nasicon结构；

所述氮气、惰性气体或还原性气体流量为0.1~5000L/min，炉内氧气体积含量在200ppm以下，惰性气体为氩气或氦气，还原性气体为氢气、一氧化碳、乙炔、甲烷或乙烷。