【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源电池，特别涉及一种磷酸铁锂正极材料及其制备方法、正极极片及锂离子电池。
技术介绍
1、磷酸铁锂(lifepo4，lfp)是一种常用的锂离子电池的正极材料。由于这种磷酸铁锂材料的导电性差，人们为提高导电性会在磷酸铁锂正极材料中掺入导电碳材料，但又会显著降低正极材料的振实密度。一般掺碳的磷酸铁锂正极材料振实密度只有1.0-1.2g/cm3，这种低振实密度的磷酸铁锂正极材料体积比容量要比钴酸锂正极材料的体积比容量低很多，制成的锂离子电池体积十分庞大，很难应用于实际。
2、有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种磷酸铁锂正极材料，及其制备方法、正极极片及锂离子电池，在保证磷酸铁锂正极材料的振实密度前提下，提升磷酸铁锂正极材料的导电性，提升锂离子电池的电化学性能和循环稳定性能。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种磷酸铁锂正极材料，包括磷酸铁锂本体，该磷酸铁锂本体表面生长有氧化钛和/或氧化铜的网状包覆层。
4、本专利技术的目的还在于，提供一种磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：
5、将磷酸锂和铁源混合后，采用固相法进行高温煅烧使二者进行合成反应，生成磷酸铁锂；
6、将磷酸铁锂加入到钛源和/或铜源形成的第一溶液中进行浸润；
7、将浸润后的磷酸铁锂进行第二次高温煅烧，得到表面生长有氧化
8、在一些实施例中，所述将磷酸锂和铁源混合后，采用固相法进行高温煅烧使二者进行合成反应生成磷酸铁锂包括：
9、按照设定的li、fe摩尔比将磷酸锂和铁源混合后置于惰性气氛中，以设定的第一升温速率升温至第一次煅烧合成温度t1为1050℃-1650℃环境中煅烧60h-80h，使二者进行合成反应生成磷酸铁锂。其中，本步骤设定的第一升温速率为：5℃-10℃/min。
10、其中，磷酸锂与铁源在1050℃-1650℃条件下煅烧合成，能够提高磷酸铁锂表面的粗糙度。所述第一次煅烧合成温度t1较佳范围为：1200℃-1500℃。
11、在一些实施例中，在对磷酸锂和铁源的混合物进行高温煅烧之前还包括：在500-1000rpm条件下对磷酸锂与铁源的混合物球磨36h-60h。
12、在一些实施例中，所述将磷酸锂和铁源混合后，采用固相法进行高温煅烧使二者进行合成反应生成磷酸铁锂之后还包括：
13、将得到的磷酸铁锂在惰性气氛中进行研磨，得到粉末状的磷酸铁锂。
14、在一些实施例中，所述将磷酸铁锂加入到钛源和/或铜源形成的第一溶液中进行浸润包括：
15、将粉末状的磷酸铁锂加入到设定摩尔的钛源和/或铜源的第一溶液中浸泡后烘干，得到含钛源和/或铜源的复合磷酸铁锂粉末。
16、在一些实施例中，所述将浸润后的磷酸铁锂进行第二次高温煅烧得到表面生长有氧化钛和/或氧化铜的网状包覆层的磷酸铁锂正极材料包括：
17、将含钛源和/或铜源的复合磷酸铁锂粉末置于惰性气氛中，以设定的升温速率升温至800℃-1200℃环境中煅烧12h-24h，得到表面生长有氧化钛和/或氧化铜的网状包覆层的磷酸铁锂正极材料。其中，本步骤设定的升温速率取值范围为：5℃-10℃/min。
18、在一些实施例中，在将含钛源和/或铜源的磷酸铁锂粉末置于惰性气氛中，以设定的第二升温速率升温至第二次煅烧温度t2为800℃-1200℃环境中煅烧12h-24h后还包括：将煅烧冷却后的物料置于惰性气氛中研磨。所述第二次煅烧温度t2最佳可控制在900℃-1100℃。硝酸钛和硝酸铜在900℃的煅烧温度下完全分解为氧化钛和氧化铜。如果温度不足，硝酸钛和硝酸铜将无法完全分解，制得的材料中会混有硝酸钛和硝酸铜，无法达到预期改善效果。
19、在一些实施例中，所述铁源为二价铁的化合物和/或三价铁的化合物；所述钛源为可溶性钛盐；所述铜源为可溶性铜盐。
20、在一些实施例中，所述二价铁的化合物为氧化亚铁；所述三价铁的化合物为氧化铁；所述可溶性钛盐为硝酸钛；所述可溶性铜盐为硝酸铜；所述硝酸钛与硝酸铜的质量比为1：10-8：10。
21、本专利技术所的磷酸铁锂的制备方法所采用的硝酸钛和硝酸铜的质量比较佳范围是2：10-6：10，随着硝酸钛的增加，得到的磷酸铁锂正极材料中的氧化钛会相应增加，得到的锂离子电池的导电性能也相应的提升，但过多的氧化钛导致锂离子电池的循环性能略有损失。
22、在一些实施例中，所述第一溶液中，硝酸铜的浓度为0.05-0.15mol/l，和/或，所述第一溶液中，硝酸钛的浓度为0.005-0.1mol/l。
23、本专利技术的目的还在于，一种正极极片，所述正极极片包括集流体和涂覆在所述集流体上的正极浆料；所述正极浆料包含以上所述的磷酸铁锂正极材料。
24、本专利技术的目的还在于，一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔于所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜以及电解液，所述正极极片为以上所述的正极极片。
25、相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
26、本专利技术所提供的磷酸铁锂正极材料，由于其磷酸铁锂本体由磷酸锂和铁源通过固相法高温煅烧合成反应生成，使得磷酸铁锂本体具有粗糙的表面，使后续浸润时能够附着足够多的钛源和/或铜源；同时通过将具有粗糙表面的磷酸铁锂浸润钛源和/或铜源的第一溶液后进行第二次高温煅烧，使得磷酸铁锂本体表面生长氧化钛和/或氧化铜的网状包覆层，从而使得磷酸铁锂正极材料在具有较大保证振实密度的前提下，提升了磷酸铁锂正极材料的导电性，进而提升了采用该磷酸铁锂正极材料的锂离子电池的电化学性能和循环稳定性。
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1.一种磷酸铁锂正极材料，其特征在于，包括磷酸铁锂本体，该磷酸铁锂本体表面生长有氧化钛和/或氧化铜的网状包覆层。
2.一种磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述将磷酸锂和铁源混合后，采用固相法进行高温煅烧使二者进行合成反应生成磷酸铁锂包括：
4.根据权利要求2所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述将磷酸锂和铁源混合后，采用固相法进行高温煅烧使二者进行合成反应生成磷酸铁锂之后还包括：
5.根据权利要求4所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述将磷酸铁锂加入到钛源和/或铜源形成的第一溶液中进行浸润包括：
6.根据权利要求5所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述将浸润后的磷酸铁锂进行第二次高温煅烧得到表面生长有氧化钛和/或氧化铜的网状包覆层的磷酸铁锂正极材料包括：
7.根据权利要求2至6任一项所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述铁源为二价铁的化合物和/或三价铁的化合物；所述钛源为可溶
8.根据权利要求7所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述二价铁的化合物为氧化亚铁；所述三价铁的化合物为氧化铁；所述可溶性钛盐为硝酸钛；所述可溶性铜盐为硝酸铜；所述第一溶液中，硝酸钛与硝酸铜的质量比为1：10-8：10，硝酸铜的浓度为0.05-0.15mol/L和/或硝酸钛的浓度为0.005-0.1mol/L。
9.一种正极极片，其特征在于，所述正极极片包括集流体和涂覆在所述集流体上的正极浆料；所述正极浆料包含权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料。
10.一种锂离子电池，包括正极极片、负极极片、间隔于所述正极极片和所述负极极片之间的隔膜以及电解液，其特征在于，所述正极极片为权利要求9所述的正极极片。
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁锂正极材料，其特征在于，包括磷酸铁锂本体，该磷酸铁锂本体表面生长有氧化钛和/或氧化铜的网状包覆层。
2.一种磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述将磷酸锂和铁源混合后，采用固相法进行高温煅烧使二者进行合成反应生成磷酸铁锂包括：
4.根据权利要求2所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述将磷酸锂和铁源混合后，采用固相法进行高温煅烧使二者进行合成反应生成磷酸铁锂之后还包括：
5.根据权利要求4所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述将磷酸铁锂加入到钛源和/或铜源形成的第一溶液中进行浸润包括：
6.根据权利要求5所述的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述将浸润后的磷酸铁锂进行第二次高温煅烧得到表面生长有氧化钛和/或氧化铜的网状包覆层的磷酸铁锂正极材...
【专利技术属性】
技术研发人员：贾瑞鑫，杨志武，马斌，吴声本，杨山，
申请(专利权)人：惠州锂威电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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