[发明专利]一种核壳三层复合结构的正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种核壳三层复合结构的正极材料，其特征在于，所述正极材料包括富锂材料内核，所述富锂材料内核的外表面依次层叠包裹有磷酸铁锂层和碳层。

2.根据权利要求1所述的正极材料，其特征在于，所述富锂材料为反萤石结构；

优选地，所述富锂材料包括Li₅FeO₄。

3.根据权利要求1或2所述的正极材料，其特征在于，所述正极材料中富锂材料的质量分数为5wt％～10wt％；

优选地，所述正极材料中磷酸铁锂材料的质量分数为88.5wt％～94wt％；

优选地，所述正极材料中碳的质量分数为1wt％～1.5wt％。

4.一种权利要求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：

富锂材料与磷酸铁锂材料混合后烧结得到中间体材料，中间体材料与碳源混合后煅烧，得到所述核壳三层复合结构的正极材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述富锂材料采用如下方法制备得到：

将铁源与锂源混合后，进行焙烧得到所述富锂材料；

优选地，所述铁源包括三氧化二铁、四氧化三铁、羟基氧化铁、硝酸铁和柠檬酸铁中的任意一种，进一步优选为三氧化二铁；

优选地，所述锂源为碳酸锂、单水氢氧化锂和无水氢氧化锂中的任意一种，进一步优选为单水氢氧化锂；

优选地，所述铁源与锂源以铁:锂的原子摩尔比为1:(4～8)的比例进行混合；

优选地，所述铁源与锂源的混合为干法球磨；

优选地，所述铁源与锂源的干法球磨时间为3～8h；

优选地，所述铁源与锂源的干法球磨转速为300～500rpm/min；

优选地，所述焙烧的气氛为惰性气氛；

优选地，所述焙烧的升温速率为1～3℃/min；

优选地，所述焙烧的终温为850～950℃；

优选地，所述焙烧在终温下的保温时间为25～35h；

优选地，所述焙烧结束后随炉冷却；

优选地，所述随炉冷却后依次进行气流粉碎和过筛，得到所述富锂材料；

优选地，所述过筛所用筛网的目数为300～500目。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述富锂材料与磷酸铁锂材料的质量比为(5～10):(88.5～94)；

优选地，所述富锂材料与磷酸铁锂材料的混合为干法球磨；

优选地，所述富锂材料与磷酸铁锂材料的干法球磨时间为3～8h；

优选地，所述富锂材料与磷酸铁锂材料的干法球磨转速为300～500rpm/min；

优选地，在所述烧结前，对富锂材料与磷酸铁锂材料的混合物进行压片处理；

优选地，所述压片处理的时间为2～5min；

优选地，所述压片处理的压力为10～60Mpa；

优选地，所述烧结的气氛为惰性气氛；

优选地，所述烧结的升温速率为4～6℃/min；

优选地，所述烧结的终温为650～750℃；

优选地，所述烧结在终温下的保温时间为6～10h；

优选地，所述烧结结束后随炉冷却；

优选地，所述随炉冷却后依次进行气流粉碎和过筛，得到所述中间体材料；

优选地，所述过筛所用筛网的目数为300～500目。