[发明专利]一种锂离子电池的短孔道介孔正极材料及制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池的短孔道介孔正极材料，其特征在于，所述短孔道介孔正极材料的化学组成为LiZr_XFe_1-XPO₄/C，所述短孔道介孔正极材料的内部形成有序的孔道，所述孔道的长度为200～400nm；

所述短孔道介孔正极材料具有碳包覆层和Zr掺杂，所述 Zr 掺杂的比例 x 取 0.15～ 0.35 ； 所述碳包覆层中的碳源包括阳离子表面活性剂，所述Zr掺杂采用氯氧化锆进行掺杂锆。

2.根据权利要求1所述锂离子电池的短孔道介孔正极材料，其特征在于，所述碳包覆层的厚度为1～5nm。

3.一种如权利要求1所述锂离子电池的短孔道介孔正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)水解：将阳离子表面活性剂、去离子水、磷酸按照一定质量比例加入反应釜中，进行搅拌一定时间；

(2)水热合成：在搅拌状态缓慢加入氯氧化锆、氯化铁和醋酸锂，然后继续搅拌12～24小时，再将反应混合液转入到内嵌有聚四氟乙烯内衬的不锈钢水热釜中；

(3)晶化与过滤：将装有反应混合液的不锈钢水热釜在恒温箱中晶化，所述晶化的温度为90～110℃，所述晶化的时间为12～24小时，用去离子水进行洗涤、过滤得到沉淀物；

(4)干燥与焙烧：将所得沉淀物进行干燥，在惰性气氛中恒温焙烧，所述恒温焙烧的温度为500～700℃，所述恒温焙烧的时间为5～7小时，即得到所述短孔道介孔正极材料。

4.根据权利要求3所述锂离子电池的短孔道介孔正极材料的制备方法，其特征在于，所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵和十八烷基二甲基苄基季铵氯化物中的一种以上。

5.根据权利要求3所述锂离子电池的短孔道介孔正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述搅拌的温度为30～50℃，所述搅拌的时间为2～5小时。

6.根据权利要求3所述锂离子电池的短孔道介孔正极材料的制备方法，其特征在于，所述磷酸与去离子水的质量比为0.05～0.08：1。

7.根据权利要求3所述锂离子电池的短孔道介孔正极材料的制备方法，其特征在于，所述阳离子表面活性剂、磷酸、氯氧化锆、氯化铁和醋酸锂的质量比为(0.55～1.68)：(1.51～1.81)：(0.27～0.96)：(1.63～2.25)：1。

8.根据权利要求3所述锂离子电池的短孔道介孔正极材料的制备方法，其特征在于，升温至所述恒温焙烧的温度的升温速率为2～6℃/min。