[发明专利]一种掺杂磷酸铁锂正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

(1)将铁源、磷源以及掺杂元素源进行混合，并加入pH值调节剂，沉淀得到物料A；

(2)将物料A经过过滤、洗涤、干燥，得到物料B；

(3)将物料B、锂源、溶剂进行球磨混合，采用喷雾设备进行干燥，得到物料C；

(4)将物料C在惰性气氛下进行升温，并按照一定流速通入能够在高温下可裂解为碳的有机气体，焙烧，得到离子掺杂的碳包覆LiFePO₄正极材料。

2.根据权利要求1所述的掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，所述铁源包括硝酸铁、硫酸铁、氯化铁、醋酸铁中的一种或多种；

所述磷源包括磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钠、磷酸铵中的一种或多种；

掺杂元素包括Mn、Mg、Al、Nd、Co、Cu、Ca、Cr、Zr、Zn、Ti、Nb中的一种或多种；

pH值调节剂包括氨水、醋酸钠、碳酸钠、醋酸铵中的一种或多种；调节pH值为2-5。

3.根据权利要求1所述的掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤1)中，铁源、磷源以及掺杂元素按照摩尔比0.95～1.05：0.95～1.05：0.01～0.05，步骤1)中，加入pH值调节剂后，反应温度维持在80-95℃，反应时间为3-5h；步骤2)中，物料A的干燥温度是100-120℃。

4.根据权利要求1所述的掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤3)中，所述锂源包括：碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、草酸锂、醋酸锂中的一种或多种；所述溶剂包括水、甲醇、乙醇、丙酮、异丙醇、丙酮中的一种或多种；物料B中磷酸铁与锂源的摩尔比0.95～1.05：0.95～1.05；步骤3)中球磨混合时间为2-4h；步骤3)中的干燥温度为进风温度220-280℃，出风温度70-120℃。

5.根据权利要求1所述的掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤4)中，将物料C在惰性气氛下以2～20℃/min的加热速率进行升温；在650～750℃恒温焙烧7～12小时。

6.根据权利要求1所述的掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤4)中，所述惰性气体包括：氮气、氩气中的一种或多种；所述可裂解为碳的有机气体包括：甲烷、乙烷、丙烷、环丙烷、乙烯、丁烯、乙炔中的一种或多种；有机气体的通入量为0.5～10L/min。

7.如权利要求1～6任一项所述的制备方法得到的掺杂磷酸铁锂正极材料。

8.一种正极，其特征在于：包括权利要求1～6任一项所述的制备方法得到的掺杂磷酸铁锂正极材料。

9.一种锂离子电池，其特征在于：包括权利要求1～6任一项所述的制备方法得到的掺杂磷酸铁锂正极材料。