[发明专利]一种正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料的化学式为Li_1+xM_1-xO_2-y-zF_y(PO₄)_z，0.1≤x≤0.3，0＜y≤0.3，0＜z≤0.05，M为过渡金属元素。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述Li_1+xM_1-xO_2-y-zF_y(PO₄)_z中的M包括Mn、Ni、V、Mo、Fe、Ti、Zr、Cr、Co、Cu、Zn、Nb、Sc或Y中的任意一种或至少两种的组合，优选为Mn、Ni、V、Mo、Fe、Ti中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料为无序立方岩盐结构。

4.根据权利要求1-3任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

在保护性气氛下，将锂源、M金属源、氟源和磷源进行一次研磨和二次研磨，得到所述正极材料；

其中，M金属源中的M为过渡金属元素，锂源、M金属源、氟源和磷源按照化学式Li_1+xM_1-xO_2-y-zF_y(PO₄)_z，0.1≤x≤0.3，0＜y≤0.3，0＜z≤0.05的计量比进行配比。

5.根据权利要求4所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述保护性气氛包括氮气气氛、氩气气氛或氦气气氛中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂或氧化锂中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述M金属源包括M元素的氧化物、M元素的乙酸盐或M元素的碳酸盐中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述M元素的氧化物包括氧化锰、氧化镍、五氧化二钒、三氧化钼和三氧化二铁或氧化钛中的任意一种或至少两种的组合。

6.根据权利要求4或5所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述氟源包括氟化锂；

优选地，所述磷源包括磷酸锂。

7.根据权利要求4-6任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述一次研磨的方法包括高能球磨；

优选地，一次研磨过程中，所述高能球磨的转速为500～800rpm；

优选地，一次研磨过程中，所述高能球磨的球磨时间为10～48h；

优选地，一次研磨过程中，所述高能球磨的球料比为(10～20):1。

8.根据权利要求4-7任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述二次研磨的方法包括高能球磨；

优选地，二次研磨过程中，所述高能球磨的转速为200～400rpm；

优选地，二次研磨过程中，所述高能球磨的球磨时间为4～8h；

优选地，二次研磨过程中，所述高能球磨的球料比为(1～5):1。

9.根据权利要求4-8任一项所述的正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

在保护性气氛下，将锂源、M金属源、氟源和磷源在500～800rpm的转速下以(10～20):1的球料比进行高能球磨10～48h，然后在200～400rpm的转速下以(1～5):1的球料比进行高能球磨4～8h，得到所述正极材料；

其中，M金属源中的M为过渡金属元素，锂源、M金属源、氟源和磷源按照化学式Li_1+xM_1-xO_2-y-zF_y(PO4)_z，0.1≤x≤0.3，0＜y≤0.3，0＜z≤0.05的计量比进行配比。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括如权利要求1-3任一项所述的正极材料。