[发明专利]一种LiFePO4

权利要求书

1.一种LiAlO₂表面修饰的含碳和氧化锌的LiFePO₄复合正极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：

1）按照LiFePO₄中摩尔比称取锂源、铁源和磷源溶解在去离子水中，然后加入有机络合剂，搅拌1-2h，得到混合溶液，然后加入氧化锌纳米粉，继续搅拌0.5-1h，得到混合物；其中，有机络合剂与锂源、铁源和磷源的金属离子总量的摩尔比为1:（1-2），其中有机络合剂为柠檬酸；其中，氧化锌与锂源、铁源和磷源的金属离子总量的摩尔比为（0.1-0.3）:1；

2）将上述混合物在60-100℃下加热搅拌并超声波处理5-8h，去除去离子水，得到凝胶产物，将所述凝胶产物在真空干燥箱中进行真空干燥，之后取出干燥物进行球磨破碎，冷却至室温，得到粉体；

3）将上述粉体在惰性气氛中进行热处理，然后自然冷却至室温，得到含碳和氧化锌的LiFePO₄材料，形态为多个LiFePO₄一次颗粒构成的二次颗粒，其中碳和氧化锌至少部分嵌入LiFeO₄二次颗粒中由一次颗粒形成的间隙中；其中，热处理为分段热处理，首先以1-3℃/min的速率升到400-550℃烧结8-10 h，然后再在惰性气氛中以5-6℃/min的速率升到650-800℃烧结18-22 h；

4）将锂源、铝源按照摩尔比1：1溶于去离子水中，然后加入上述含碳和氧化锌的LiFePO₄材料，搅拌均匀，随后干燥，形成凝胶体，然后将凝胶体在温度80-100℃的真空干燥箱里真空干燥15-20h，取出干燥物进行球磨破碎，冷却至室温，得到粉末；其中，含碳和氧化锌的LiFePO4材料与锂源、铝源总质量的质量比为1:（0.1-0.2）；

5）将上述粉末在惰性气氛中进行热处理，然后冷却至室温，得到LiAlO₂表面修饰的含碳和氧化锌的LiFePO₄复合正极材料；其中，热处理为分段热处理，首先以1-3℃/min的速率升到550℃烧结12 h，然后再在惰性气氛中以4-5℃/min的速率升到700-800℃保温15-20h。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1中，锂源选自磷酸二氢锂、醋酸锂、碳酸锂和氢氧化锂中的一种或几种；铁源选自草酸亚铁、硫酸铁、硝酸铁和羟基氧化铁中的一种或几种；磷源选自磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸二氢钠和磷酸钠中的一种或几种。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤4中，锂源选自磷酸二氢锂、醋酸锂、碳酸锂和氢氧化锂中的一种或几种；铝源选自硝酸铝、硫酸铝和氢氧化铝中的一种或几种。

4.一种LiAlO₂表面修饰的含碳和氧化锌的LiFePO₄复合正极材料，其由权利要求1-3任意一项所述的制备方法制得，该复合正极材料由多个LiFePO₄一次颗粒构成二次颗粒，其中碳和氧化锌至少部分嵌入LiFeO₄二次颗粒中由一次颗粒形成的间隙中，并且在最外表面至少部分包覆有LiAlO₂。