[發明專利]改性磷酸鐵鋰正極材料、其制備方法及應用

在審

• 申請號: 202310596439.4
• 申請日: 2023-05-22
• 公開（公告）號: CN116404155A
• 公開（公告）日: 2023-07-07
• 發明（設計）人: 徐昌;王義飛;申永寬;莊華杰
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/36;H01M4/62
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 白雪

1.一種改性磷酸鐵鋰正極材料，其特征在于，包括磷酸鐵鋰摻雜料和包覆在其表面的磷酸二氫鋁；

其中，所述磷酸鐵鋰摻雜料為摻雜鑭和氟的磷酸鐵鋰材料，化學通式為

Li_1-a+bFe_1-aPO₄La_aF_b，其中0.0004≤≤a≤0.03，0.0004≤b≤0.03。

2.根據權利要求1所述的改性磷酸鐵鋰正極材料，其特征在于，

0.0004≤a≤0.0025，0.0004≤b≤0.0025；和/或

所述改性磷酸鐵鋰正極材料的振實密度≥1.25g/cm³。

3.權利要求1或2所述的改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1，將鋰源、鐵源、磷源、鑭源、氟源、碳源與水混合，依次進行第一研磨和干燥，得到混合物料A；

步驟S2，將所述混合物料A進行第一燒結，得到磷酸鐵鋰摻雜料；

步驟S3，將所述磷酸鐵鋰摻雜料與磷酸二氫鋁前驅體混合，然后進行第二研磨，得到混合物料B；

步驟S4，將所述混合物料B進行第二燒結，得到所述改性磷酸鐵鋰正極材料。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述磷酸鐵鋰摻雜料與所述磷酸二氫鋁前驅體的重量比為100:(0.35～6.5)；

優選地，所述磷酸二氫鋁前驅體包括磷酸鋁和磷酸氫二氨；

更優選地，所述磷酸鋁和所述磷酸氫二氨的重量比為(0.0005～0.005):(0.003～0.06)。

5.根據權利要求3或4所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，

所述鋰源為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰和醋酸鋰的一種或多種；和/或

所述鐵源為磷酸鐵；和/或

所述磷源為磷酸鐵；和/或

所述鑭源為氧化鑭、乙酸鑭和碳酸鑭的一種或多種；和/或

所述氟源為氟化鋰、氟化鈉和氟化鉀的一種或多種；和/或

所述碳源為葡萄糖、蔗糖、淀粉、環糊精和檸檬酸的一種或多種。

6.根據權利要求3至5中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，

所述第一研磨的方式為砂磨，轉速為100～800r/min，時間為1～6h；和/或

所述干燥的方式為噴霧干燥，進風溫度為280～380℃，干燥時間為1～6h。

7.根據權利要求3至6中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中，

所述第一燒結在惰性氣體環境中進行，所述惰性氣體為氮氣和/或氬氣；和/或

所述第一燒結的升溫速率為1～10℃/min，燒結溫度為600～800℃，燒結時間為6～15h。

8.根據權利要求3至7中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述第二研磨的方式為球磨，轉速為100～800r/min，時間為1～6h。

9.根據權利要求3至8中任一項所述的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中，

所述第二燒結在惰性氣體環境中進行，所述惰性氣體為氮氣和/或氬氣；和/或

所述第二燒結的升溫速率為1～10℃/min，燒結溫度為500～780℃，燒結時間為6～10h。

10.一種電池，包括正極材料，其特征在于，所述正極材料包括權利要求1或2所述的改性磷酸鐵鋰正極材料，或者使用權利要求3至9中任一項所述的制備方法得到的改性磷酸鐵鋰正極材料。