[发明专利]橄榄石型正极材料及其制备方法和应用、锂离子电池

权利要求书

1.一种橄榄石型正极材料，其特征在于，所述橄榄石型正极材料包括作为基体的磷酸锂盐，以及包覆在所述基体上的碳包覆层；

其中，所述基体具有式I所示的通式：Li_aM_1-bM’_bP_cO₄式I，

其中，0.9≤a≤1.1，0.95≤b＜1，0.96≤b/c≤0.99；M选自W、Mg、Nb、V、Ti、Mo、Rh、Os和Ta中的至少一种；M’选自Mn、Co、Ni和Fe中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的橄榄石型正极材料，其中，式I中，0.98≤a≤1.08，0.96≤b≤0.99，0.96≤b/c≤0.98；M选自W和/或Ti；M’选自Mn和/或Fe；

优选地，基于所述橄榄石型正极材料的总重量，所述碳包覆层的含量为1-2.8wt％，优选为1.2-2.8wt％；

优选地，所述碳包覆层中的C来源于有机碳源经碳化生成的C1和来源于无机碳源的C2，且C1和C2的重量比为5-15：1，优选为6.5-12：1。

3.根据权利要求1或2所述的橄榄石型正极材料，所述橄榄石型正极材料的长径比为0.95-1.05，优选为0.96-1.03；D₅₀为2-17μm，优选为5-15μm；K90为1-3，优选为1-2.5，其中，K90＝(D₉₀-D₁₀)/D₅₀；

优选地，所述橄榄石型正极材料的截面孔隙度为5-20％，优选为10-20％；

优选地，所述橄榄石型正极材料的比表面积为7-30m²/g，优选为9-25m²/g；

优选地，所述橄榄石型正极材料的体积电阻率≤60Ω·cm，优选为20-60Ω·cm；

优选地，所述橄榄石型正极材料的压实密度为2-2.4g/cm³，优选为2.2-2.4g/cm³；

优选地，所述橄榄石型正极材料在2T压力前后D₅₀变化率≤3％，优选为1.5-3％；在4T压力前后D₅₀变化率≤15％，优选为10-15％；在6T压力前后D₅₀变化率≤30％，优选为25-30％。

4.一种橄榄石型正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

(1)将磷酸盐、锂源、有机碳源、M源和溶剂进行混合，得到的第一浆料进行第一研磨，得到第二浆料；

(2)将所述第二浆料和无机碳源混合后进行第二研磨，得到的第三浆料进行干燥，得到球形或类球形的前驱体；

(3)将所述前驱体在惰性气氛中进行烧结，得到橄榄石型正极材料。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述磷酸盐具有式II所示的通式：M’_xP_yO₄·nH₂O式II，其中，M’选自Mn、Co、Ni和Fe中的至少一种，0.95≤x＜1，0.96≤x/y≤0.99，0≤n≤2；优选地，M’选自Mn和/或Fe，0.96≤x≤0.99，0.96≤x/y≤0.98；

优选地，式II中，当n＝0时，所述磷酸盐的D₅₀为1-8μm，优选为1-6μm；比表面积为6-12m²/g，优选为6-10m²/g；或者，

式II中，当n≠0时，所述磷酸盐的D₅₀为1-8μm，优选为1-6μm；比表面积为30-55m²/g，优选为30-50m²/g；

优选地，以M’计的所述磷酸盐、以Li计的所述锂源和以M计的所述M源的摩尔比为n(M’):n(Li):n(M)，其中，0.95≤n(M’)＜1，0.9≤n(Li)≤1.1，0＜n(M)≤0.05；进一步优选地，0.96≤n(M’)≤0.99，0.98≤n(Li)≤1.08，0.01≤n(M)≤0.04。