[发明专利]一种改性磷酸铁锂正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种改性磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）先将硝酸锂、磷酸二氢铵、硝酸铁、三氧化二钇、五氧化二钽为原料制成掺杂磷酸铁锂，使得所含锂、磷、铁、钇、钽的摩尔比为1：1：（1-x-y）：x：y，其中， x=0.18～0.22：y=0.08～0.13；

（2）然后将掺杂磷酸铁锂与石墨烯包覆纳米锡粒子按照摩尔比1：0.2～0.3复合造粒，制成掺杂磷酸铁锂复合体；

（3）最后在掺杂磷酸铁锂复合体表面包覆0.02～0.03倍重量的硅铝层，得到一种改性磷酸铁锂正极材料；

其中，步骤（3）的具体方法是：先制备含硅铝溶胶，然后将掺杂磷酸铁锂加入含硅铝溶胶中，搅拌均匀，抽滤，真空干燥4～5小时，氢气气氛下800～900℃处理10～12小时，自然冷却至室温即可。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以重量份计，所述含硅铝溶胶的制备方法如下：先将1份铝粉和0.6～0.8份固含量10～15%的硅酸钠水溶液加入6～8份去离子水中，搅拌加热至55～60℃，然后加入质量浓度25～33%的盐酸溶液，搅拌加热至90～95℃，保温反应8～10小时，自然冷却至60～70℃ ，过滤，即得所述的含硅铝溶胶。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）的具体方法是：先将硝酸锂、磷酸二氢铵、硝酸铁、三氧化二钇、五氧化二钽加入去离子水中，超声波振荡30～40分钟，然后于70～80℃搅拌20～30分钟，接着在320～350℃条件下煅烧2～3小时，第一次球磨，倒入聚乙二醇400中，超声波振荡20～30分钟，氢气气氛下800～900℃煅烧15～18小时，自然冷却至室温，第二次球磨，即得所述的掺杂磷酸铁锂。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，第一次球磨时间为6～7小时，第二次球磨时间为8～10小时，球磨介质为无水乙醇。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，聚乙二醇400的用量为硝酸锂重量的8～10倍。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）的具体方法是：先将掺杂磷酸铁锂与石墨烯包覆纳米锡粒子混合球磨5～8小时，然后加入粘结剂，造粒制成5～8μm的掺杂磷酸铁锂复合体。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述石墨烯包覆纳米锡粒子的制备方法如下：先将粒径20～30nm的四价锡盐和热处理的液态聚丙烯腈加入溶剂中，搅拌混匀，得到液态聚丙烯腈包覆锡粒子，然后200～220℃干燥处理，直至溶剂完全蒸发，最后在氮气气氛下1250～1350℃煅烧5～8小时，即得所述的石墨烯包覆纳米锡粒子。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，球磨时的球料比为9～10：1，球磨时间为8～10小时。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂为海藻酸钠或聚丙烯酸，其用量为掺杂磷酸铁锂重量的5～8倍。

10.利用权利要求1～9中任一项所述制备方法得到的一种改性磷酸铁锂正极材料。