CN101339991A - 复合包覆改性高振实密度锂离子电池正极材料及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种复合包覆改性高振实密度锂离子电池正极材料，并提供了此材料的制备方法和在锂离子电池制造领域的应用。本发明的材料由碳、Fe₂P和磷酸铁锂组成。碳和Fe₂P形成导电纳米网络对磷酸铁锂晶粒进行了复合包覆，组成了LiFePO₄/(C+Fe₂P)复合材料。本发明以有机和无机三价铁化合物的混合物为铁源，混合锂源和磷源化合物，利用固相－碳热还原法制得所述的材料。本发明的制备方法相对简单易行，原材料的价格相对更低廉，生产成本相对更低，所得材料的电化学性能好、振实密度高，而且更便于进行工业化大生产。

Description

复合包覆改性高振实密度锂离子电池正极材料及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体是指一种高振实密度复合包覆改性锂离子电池正极材料及其制备方法和应用。

背景技术

橄榄石型磷酸铁锂(LiFePO₄)具有材料来源丰富、安全性好、理论比容量高、循环寿命长以及对环境友好等优点，尤其是它的热稳定性和高温循环性能特别好，被认为是最有实用化前景的锂离子动力电池正极材料之一。

然而，磷酸铁锂还存在着一些显著缺点。其一是其锂离子的迁移速率和电子传导率都较低，影响所成电池的高倍率性能；其二是其理论振实密度较小(3.6g/cm³)，远低于目前商业化的钴酸锂正极材料(5.10g/cm³)，而且在实验条件下制备获得的磷酸铁锂的振实密度远低于其理论值，尤其是加入导电剂碳后其振实密度会更低(约为0.8～1.1g/cm³)。这将导致磷酸铁锂的体积比能量和体积比功率都大幅度降低，制成的动力电池的体积将十分庞大，影响材料的实用性；其三是目前合成磷酸铁锂材料时人们大多采用价格较贵、化学稳定性较差的二价铁化合物作铁源，从而增加了材料的制备成本，从而极大地限制了它的实际应用。因此，迄今为止的研究主要集中在改善其离子电导率和电子电导率、提高其振实密度以及利用价格低廉、化学稳定性较好的三价铁化合物代替价格较贵、化学稳定性较差的二价铁化合物为铁源合成磷酸铁锂材料等方面。在改善磷酸铁锂的离子电导率方面主要是通过控制材料合成过程中的晶粒长大，来获得晶粒细小的材料，从而缩短锂离子在材料晶粒中的脱/嵌路径，达到提高锂离子迁移速率的目的；在改善其电子电导率方面主要是在合成过程中通过非晶相掺杂的方法，在晶粒之间引入导电剂(如导电碳、金属Cu或Ag的微粒等)或者是采用晶相掺杂的方法在其晶体内部引入其它金属杂原子，来提高材料的电子电导率。如Sang Jun Kwon等人(Journal of Power Sources，93～99(1)，2004)采用机械合金法、K.Konstantinov等人(Electrochimica Acta，421～426(2-3)，2004)采用溶液喷雾技术，分别合成了粒度细小、晶相单一、电导率较高的LiFePO₄/C复合材料，改善了材料的电化学性能；吕正中等人(China Pat.CN 1564347A(2005))采用液相还原和凝胶固相反应相结合的方法合成了碳与Ag复合包覆改性的LiFePO₄，改善了该材料的导电性能；胡环宇等人(北京科技大学学报，549～552(6)，2003)则通过掺杂过渡金属元素锰的方法合成了LiMn_0.2Fe_0.8PO₄，来改善材料的电化学性能。在提高LiFePO₄振实密度的研究方面目前主要通过合成球形粉体来实现。而制备球形LiFePO₄的方法主要有液相共沉淀法和控制结晶法两种，如李颖等人(天津化工，27～29(21)，2007)采用共沉淀法、Jierong Ying等人(Journal of Power Sources，543～549(158)，2006)采用控制结晶法合成了规则的圆球形LiFePO₄，提高了材料的振实密度。在采用三价铁化合物代替二价铁化合物为铁源合成磷酸铁锂方面主要是以Fe₂O₃、FePO₄或Fe(NO₃)₃等三价铁化合物代替草酸亚铁、醋酸亚铁等二价铁化合物为铁源，以无机(碳黑、乙炔黑或石墨)或有机(蔗糖、聚丙烯)碳材料为碳源和还原剂采用碳热还原法合成磷酸铁锂材料。如王冠等人(高等学校化学学报，136～139(1)，2007)报道了以Fe₂O₃为铁源、蔗糖为碳源和还原剂的固相-碳热还原法合成了电化学性能优良的LiFePO₄/C复合材料；C.H.Mi等人(Materials Letters，127～130(1)，2005)报道了以FePO₄·4H₂O为铁源、聚丙烯为碳源和还原剂的固相-碳热还原法合成了电化学性能优良的LiFePO₄/C复合材料。用上述方法所合成的磷酸铁锂复合材料，虽然其电化学性能和/或振实密度有一定改善，以三价铁化合物代替二价铁化合物为铁源能成功合成电化学性能优良的磷酸铁锂材料，但是上述背景技术还存在下述问题：

1、采用机械合金法、溶液喷雾技术等合成方法虽然能合成粒径较细小的LiFePO₄/C材料，缩短了锂离子的脱/嵌路径、提高了材料的导电性能，但是采用单纯包覆碳的方法，碳的用量较多，由于碳的密度比LiFePO₄的要小得多，从而会明显地降低材料的振实密度；而且较小的粒径增加了材料颗粒间的接触面积，也会降低材料的振实密度，从而降低了材料的体积比能量和体积比功率。此外，上述方法还存在对设备要求高或工艺较复杂等缺点，不易进行工业化大生产。

2、采用碳和Ag复合包覆的方法，虽然能够降低碳的包覆量，对材料的振实密度影响较小，但是包覆材料的均匀分布难以控制，而且还要涉及到多种实验手段，工艺较复杂，实际操作困难。

3、掺杂金属元素(以M表示)杂原子如锰或钴等所生成的LiM_yFe_1-yPO₄，虽然能够提高材料的体相电子电导率，但是对减小材料的晶粒尺寸并无帮助，不能够改善材料的锂离子扩散速率，因而对材料的电化学性能改善作用有限。

4、采用液相共沉淀法和控制结晶法两种液相合成方法制备球形颗粒来提高LiFePO₄的振实密度时，需要严格控制反应体系的温度、pH值、离子浓度、搅拌强度和共沉淀或结晶速度等，存在操作步骤复杂、产业化难度大的问题。

5、以Fe₂O₃或FePO₄等三价铁化合物为铁源合成磷酸铁锂时同样存在包覆碳的用量较多，会明显地降低材料振实密度的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术中存在的不足之处，提供一种电化学性能优良、振实密度高的复合包覆改性磷酸铁锂锂离子电池正极材料。

本发明的另一目的是提供上述锂离子电池正极材料的制备方法。

本发明的再一目的是提供上述锂离子电池正极材料在锂离子电池制造领域的应用。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

一种复合包覆改性高振实密度锂离子电池正极材料，由LiFePO₄、碳与Fe₂P组成，碳与Fe₂P共同组成导电纳米网络复合包覆LiFePO₄。

一种制备上述锂离子电池正极材料的方法，具体包括以下步骤：

第一步以有机三价铁化合物和无机三价铁化合物的混合物作为铁源，并混入锂源化合物和磷源化合物，各化合物的加入量为：有机三价铁化合物的量按其有机酸根质量为目标产物LiFePO₄理论质量的10～45％计算；有机三价铁化合物、无机三价铁化合物、锂源化合物和磷源化合物的加入量控制原料混合物中的Li元素、Fe元素和P元素的摩尔比为1∶1∶1；

所述LiFePO₄理论质量是指：假设欲制备Nmol的产物，由此计算出的NmolLiFePO₄的质量；

所述锂源化合物为硝酸锂、碳酸锂、醋酸锂和氟化锂中一种或两种以上的混合物；

所述磷源化合物为磷酸、磷酸铵、磷酸一氢铵和磷酸二氢铵中的一种或两种以上的混合物。

第二步将混合后的原料在250～450℃下加热5～20小时，冷却、研磨后得到含有PO₄ ^3-、Li⁺、Fe²⁺/Fe³⁺和导电碳的反应前驱体。

第三步将反应前驱体在600～800℃下加热5～40小时，冷却研磨后即得复合包覆改性性高振实密度锂离子电池正极材料LiFePO₄/(C+Fe₂P)。通过控制煅烧的温度和/或反应时间，来调控材料颗粒粒径的微分分布情况。

为了更好地实现本发明，所述第一步中的无机三价铁化合物为三氧化二铁、四氧化三铁、磷酸铁中的一种或两种以上的混合物；第一步中的有机三价铁为柠檬酸铁；所述第一步是以乙醇为分散剂，乙醇的加入量为原料混合物总质量的100～300％，经高速球磨使原料混合分散均匀；所述第二步是将混合后的原料放入反应器置于井式炉中，通入氮气作保护进行预分解反应；所述第三步是将反应的前驱体放入反应器，置于井式炉中，通入氮气作保护进行高温煅烧反应。

本发明的基本原理为：

本发明以价格低廉的有机三价铁化合物和无机三价铁化合物的混合物为铁源；以有机铁源中的有机酸根高温裂解生成的碳为还原剂将Fe³⁺还原成Fe²⁺，剩余的裂解碳一部分用作导电剂，另一部分将部分LiFePO₄还原成Fe₂P；作为导电剂的碳与Fe₂P共同形成导电纳米网络对磷酸铁锂晶粒进行复合包覆；本发明采用固相-碳热还原法来合成该正极材料，通过控制煅烧温度和煅烧时间来调节材料的粒径微分分布情况，使不同粒径的粒子之间匹配达到最佳状态，当大粒子堆积时形成的空隙刚好适合小粒子来填充，且空隙数和填充粒子数恰好相等时，材料将具有最高的振实密度。

本发明所述一种高振实密度的复合包覆改性锂离子电池用正极材料就是通过上述方法制备而成。

本发明的正极材料能够广泛的应用于锂离子电池制造领域。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

(1)本发明采用常见的化学稳定性较好的有机三价铁化合物和无机三价铁化合物为铁源，降低了材料的制造成本，有利于进行工业化大生产。

(2)本发明的包覆物碳和Fe₂P在磷酸铁锂的合成过程中同时形成，简化了复合包覆改性工艺，Fe₂P和碳一起改善了材料的导电性能，同时Fe₂P的形成降低了复合材料中作为导电剂的碳的含量，使得材料包覆前后的振实密度变化较小，即材料保持了较高的振实密度，从而使所得材料具有较高的体积比能量和体积比功率。

(3)本发明采用化学性质不同的有机三价铁化合物和无机三价铁化合物的混合物为铁源，由于其不同的化学性质，两种三价铁化合物中Fe³⁺各自被还原后形成的LiFePO₄/(C+Fe₂P)复合材料的晶粒大小不同，粒径分布范围较宽(100nm～5μm)，呈区间分布状态，利用小颗粒填充大颗粒在堆积时所形成的空隙提高了材料的振实密度，简化了改善材料振实密度的合成工艺，便于进行工业化大生产，所得材料的振实密度可达1.3～2.0g/cm³。

(4)本发明采用柠檬酸铁作有机三价铁源，其中的柠檬酸根在五个方面影响着LiFePO₄/(C+Fe₂P)复合材料的性能：第一，柠檬酸根具有络合作用，能够跟前驱体中的金属离子很好络合，使之成分子水平的分散，使分散更均匀，有利于制得性能优异的产物。第二，通过柠檬酸根高温裂解产生的碳能够有效地将Fe³⁺还原成Fe²⁺，可采用价格低廉的三价铁为铁源，降低了材料的制备成本；同时制得的产物晶相单一，纯净的晶相结构有利于锂离子的脱出/嵌入，改善了材料的循环可逆性能。第三，柠檬酸根阴离子分解时形成的气体有造孔作用，导致材料颗粒多孔，增加了材料的比表面积，较高的比表面积有利于电化学反应的传质过程，提高了复合材料中活性物质的利用率。第四，柠檬酸根分解后残留的固体产物(基本上为纯碳晶粒)与Fe₂P共同组成导电纳米网络，包覆在多孔LiFePO₄的表面上，增加了材料的导电率，提高了材料的高倍率充放电性能。第五，柠檬酸根裂解碳的存在阻碍了晶粒间的团聚生长，有利于制得粒径细小的材料，较小的颗粒尺寸缩短了锂离子的嵌/脱路径，提高了锂离子的扩散速率。

(5)本发明的制备方法相对简单易行，原材料的价格相对更低廉，生产成本相对更低，所得材料的电化学性能好、振实密度高，而且更便于工业化大生产。

附图说明

图1是本说明书实施例1所制备的LiFePO₄/(C+Fe₂P)的X-射线衍射图谱。

图2是本说明书实施例1所制备的LiFePO₄/(C+Fe₂P)的扫描电镜图(放电倍数为5000倍)。

图3是本说明书实施例1所制备的LiFePO₄/(C+Fe₂P)组装成实验电池后的首次充放电的曲线结果，充放电电压范围为4.2～2.8V，电解液为1mol/LLiPF₆/碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)(体积比1∶1)，充放电倍率为0.1C、0.2C、0.5C。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

第一步欲制备0.05mol的LiFePO₄，首先称取0.025mol的Li₂CO₃和0.05mol的(NH₄)₂HPO₄后，再加入20％0.05mol LiFePO₄重的有机铁源——柠檬酸铁(1.9097g)。此时铁的含量未达到化学计量所需要的量，该不足量的铁以无机铁源——Fe₂O₃来补足(3.5371g)，以28.5g乙醇为分散剂，经高速球磨混合均匀；

第二步将混合后的原料置于30ml的氧化铝坩埚中再放入井式炉内，通入氮气作保护，在300℃下加热10小时，冷却、研磨后得含有PO₄ ^3-、Li⁺、Fe²⁺/Fe³⁺和导电碳的反应前驱体；

第三步将反应前驱体放入30ml的氧化铝坩埚中，置于井式炉内，通入氮气作保护，在700℃下煅烧24h，随炉冷却后即得LiFePO₄/(C+Fe₂P)复合包覆改性正极材料，其X-射线衍射图谱和扫描电镜图(放电倍数为5000倍)如图1和图2所示。

测得该产品的粒径分布范围为100nm～5μm，呈多区间分布(100nm～350nm、350nm～1.2μm和1.2μm～4.5μm三个区间)状态，其振实密度为1.40g/cm³。当升高煅烧温度至800℃时，所得材料的粒径分布范围不变，但是其第二区间的粒径分布消失，且第一区间即小颗粒的体积分数显著减小，第三区间即大颗粒的体积分数明显增大，其振实密度高达1.92g/cm³。这是因为在填充型粉体中，其振实密度取决于空隙(较大的粒子堆积时所形成)数和填充粒子(较小的颗粒)数以及这两者大小匹配的恰当程度。当大粒子堆积时形成的空隙刚好适合小粒子来填充，且空隙数和填充粒子数恰好相等时，材料将具有最高的振实密度。

采用上述700℃所制复合包覆改性正极材料作为正极活性物质制成正极膜，正极膜由质量比为85∶10∶5的活性物质、乙炔黑和聚四氟乙烯(固含量)组成，厚度≤0.1mm，将正极膜滚压在不锈钢网上制成正极片；以金属锂片作为负极；隔膜为进口的聚丙烯微孔膜(Celgard2300)；电解液为1mol/L LiPF₆/碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)(体积比1∶1)，在充氩气的手套箱中组装成实验电池，在室温下进行充放电测试，充放电电压范围为4.2～2.8V。

如图3所示，该材料以0.1C倍率进行充放电时，其第首次放电比容量达到156mAh/g，为理论比容量的92％；以0.1C、0.2C和0.5C倍率充放电时，其首次放电比容量分别为156mAh/g、155mAh/g、149mAh/g。

实施例2

第一步欲制备0.05mol的LiFePO₄，首先称取0.05mol的醋酸锂和0.05mol的NH₄ H₂PO₄后，再加入10％ 0.05mol LiFePO₄重的有机铁源——柠檬酸铁(0.9481g)。此时铁的量未达到化学计量，不足量的铁以无机铁源——Fe₃O₄(3.6404g)来补足，以40g乙醇为分散剂，经高速球磨混合均匀；

第二步将混合后的原料置于30ml的氧化铝坩埚中再放入井式炉内，通入氮气作保护，在250℃下加热5小时，冷却、研磨后得含有PO₄ ^3-、Li⁺、Fe²⁺/Fe³⁺和导电碳的反应前驱体；

第三步将反应前驱体放入30ml的氧化铝坩埚中，置于井式炉内，通入氮气作保护，在800℃下煅烧5h，随炉冷却后即得LiFePO₄/(C+Fe₂P)复合包覆改性正极材料。测得该材料的粒径分布范围为100nm～5μm，呈多区间分布(100nm～350nm、350nm～1.2μm和1.2μm～4.5μm三个区间)状态，其振实密度为1.83g/cm³。

采用上述所制复合包覆改性正极材料作为正极活性物质制成正极膜，正极膜由质量比85∶10∶5的活性物质、乙炔黑和聚四氟乙烯(固含量)组成，厚度≤0.1mm，将正极膜滚压在不锈钢网上制成正极片；以金属锂片作为负极；隔膜为进口聚丙烯微孔膜(Celgard2300)；电解液为1mol/L LiPF₆/碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)(体积比1∶1)，在充氩气的手套箱中组装成实验电池，在室温下进行充放电测试，充放电电压范围为4.2～2.8V。该材料以0.1C倍率进行充放电时，其首次放电比容量达到132mAh/g。

实施例3

第一步欲制备0.05mol的LiFePO₄，首先称取0.05mol的LiNO₃后，再加入45％0.05molLiFePO₄重的有机铁源——柠檬酸铁(4.2685g)，此时铁的量未达到化学计量，不足量的铁以无机铁源——FePO₄(5.6195g)来补足。但是，这时前驱体中的PO₄ ^3-量又未达到化学计量，不足量的磷酸根以(NH₄)₃PO₄(1.9000g)来不足，以14g乙醇为分散剂，经高速球磨混匀；

第二步将混合后的原料置于30ml的氧化铝坩埚中，放入井式炉内，通入氮气作保护，在450℃下加热20小时，冷却、研磨后得含有PO₄ ^3-、Li⁺、Fe²⁺/Fe³⁺和导电碳的反应前驱体；

第三步将反应前驱体放入反应器，置于井式炉中，通入氮气作保护，在600℃下煅烧40h，随炉冷却后即得LiFePO₄/(C+Fe₂P)复合包覆改性正极材料。测得该材料的粒径分布范围为100nm～5μm，呈多区间分布(100nm～350nm、350nm～1.2μm和1.2μm～4.5μm三个区间)状态，其振实密度为1.30g/cm³。

采用上述复合包覆改性正极材料作为正极活性物质制成正极膜，正极膜由质量比为85∶10∶5的活性物质、乙炔黑和聚四氟乙烯(固含量)组成，厚度≤0.1mm，将正极膜滚压在不锈钢网上制成正极片；以金属锂片作为负极；隔膜为进口聚丙烯微孔膜(Celgard2300)；电解液为1mol/L LiPF₆/碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)(体积比1∶1)，在充氩气的手套箱中组装成实验电池，在室温下进行充放电测试，充放电电压范围为4.2～2.8V。该材料以0.1C倍率进行充放电时，其首次放电比容量达到164mAh/g。

实施例4

第一步欲制备0.05mol的LiFePO₄，首先称取0.05mol的LiF和0.05mol的磷酸后，再加入25％0.05molLiFePO₄重的有机铁源——柠檬酸铁(2.3714g)，此时铁的量未达到化学计量，不足量的铁以无机铁源——Fe₂O₃(3.4271g)来补足。以25g乙醇为分散剂，经高速球磨混合均匀；

第二步将混合后的原料置于30ml的氧化铝坩埚中，放入井式炉内，通入氮气作保护，在350℃下加热15小时，冷却、研磨后得含有PO₄ ^3-、Li⁺、Fe²⁺/Fe³⁺和导电碳的反应前驱体；

第三步将反应前驱体放入反应器，置于井式炉中，通入氮气作保护，在650℃下煅烧30h，随炉冷却后即得LiFePO₄/(C+Fe₂P)复合包覆改性正极材料。测得该材料的粒径分布范围为100nm～5μm，呈多区间分布(100nm～350nm、350nm～1.2μm和1.2μm～4.5μm三个区间)状态，其振实密度为1.45g/cm³。

采用上述复合包覆改性正极材料作为正极活性物质制成正极膜，正极膜由质量比为85∶10∶5的活性物质、乙炔黑和聚四氟乙烯(固含量)组成，厚度≤0.1mm，将正极膜滚压在不锈钢网上制成正极片；以金属锂片作为负极；隔膜为进口聚丙烯微孔膜(Celgard2300)；电解液为1mol/L LiPF₆/碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)(体积比1∶1)，在充氩气的手套箱中组装成实验电池，在室温下进行充放电测试，充放电电压范围为4.2～2.8V。该材料以0.1C倍率进行充放电时，其首次放电比容量达到152mAh/g。

实施例5

第一步欲制备0.05mol的LiFePO₄，首先称取0.0125mol的Li₂CO₃、0.025mol的LiNO₃、0.025mol(NH₄)₂HPO₄和0.025mol磷酸后，再加入20％0.05mol LiFePO₄重的有机铁源——柠檬酸铁(1.9097g)。此时铁的含量未达到化学计量所需要的量，该不足量的铁以无机铁源——Fe₂O₃和FePO₄来补足(Fe₂O₃(2.7387)g，FePO₄(1.5082)g))，以20g乙醇为分散剂，经高速球磨混合均匀；

第二步将混合后的原料置于30ml的氧化铝坩埚中再放入井式炉内，通入氮气作保护，在300℃下加热10小时，冷却、研磨后得含有PO₄ ^3-、Li⁺、Fe²⁺/Fe³⁺和导电碳的反应前驱体；

第三步将反应前驱体放入30ml的氧化铝坩埚中，置于井式炉内，通入氮气作保护，在700℃下煅烧24h，随炉冷却后即得LiFePO₄/(C+Fe₂P)复合包覆改性正极材料。测得该材料的粒径分布范围为100nm～5μm，呈多区间分布(100nm～350nm、350nm～1.2μm和1.2μm～4.5μm三个区间)状态，其振实密度为1.36g/cm³。

采用上述复合包覆改性正极材料作为正极活性物质制成正极膜，正极膜由质量比为85∶10∶5的活性物质、乙炔黑和聚四氟乙烯(固含量)组成，厚度≤0.1mm，将正极膜滚压在不锈钢网上制成正极片；以金属锂片作为负极；隔膜为进口聚丙烯微孔膜(Celgard2300)；电解液为1mol/L LiPF₆/碳酸乙烯酯(EC)+碳酸二甲酯(DMC)(体积比1∶1)，在充氩气的手套箱中组装成实验电池，在室温下进行充放电测试，充放电电压范围为4.2～2.8V。该材料以0.1C倍率进行充放电时，其首次放电比容量达到145mAh/g。

如上所述，即可以较好的实现本发明。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种复合包覆改性高振实密度锂离子电池正极材料，其特征在于：由LiFePO₄、碳与Fe₂P组成，碳与Fe₂P共同组成导电纳米网络复合包覆LiFePO₄。

2、权利要求1所述的复合包覆改性高振实密度锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

第一步以有机三价铁化合物和无机三价铁化合物的混合物作为铁源，并混入锂源化合物和磷源化合物，各化合物的加入量为：有机三价铁化合物的量按其有机酸根质量为目标产物LiFePO₄理论质量的10～45％计算；有机三价铁化合物、无机三价铁化合物、锂源化合物和磷源化合物的加入量控制原料混合物中的Li元素、Fe元素和P元素的摩尔比为1∶1∶1；

所述LiFePO₄理论质量是指：假设欲制备Nmol的产物，由此计算出的NmolLiFePO₄的质量；

所述锂源化合物为硝酸锂、碳酸锂、醋酸锂和氟化锂中一种或两种以上的混合物；

所述磷源化合物为磷酸、磷酸铵、磷酸一氢铵和磷酸二氢铵中的一种或两种以上的混合物；

第二步将混合后的原料在250～450℃下加热5～20小时进行预分解反应，冷却、研磨后得到含有PO₄ ^3-、Li⁺、Fe²⁺/Fe³⁺和导电碳的反应前驱体；

第三步将反应前驱体在600～800℃下加热5～40小时进行高温煅烧反应，冷却、研磨后即得复合包覆改性高振实密度锂离子电池正极材料LiFePO₄/(C+Fe₂P)。

3、根据权利要求2所述的复合包覆改性高振实密度锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述第一步中的无机三价铁化合物为三氧化二铁、四氧化三铁和磷酸铁中的一种或两种以上的混合物；所述第一步中的有机三价铁为柠檬酸铁。

4、根据权利要求2所述的复合包覆改性高振实密度锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述第一步中添加分散剂，所述分散剂为乙醇。

5、根据权利要求4所述的复合包覆改性高振实密度锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述乙醇的加入量为原料混合物总质量的100～300％，经高速球磨与原料混合分散均匀。

6、根据权利要求2所述的复合包覆改性高振实密度锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述第二步中的预分解反应是将混合后的原料放入反应器中，置于井式炉内，并通入氮气作保护下进行的。

7、根据权利要求2所述的复合包覆改性高振实密度锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于：所述第三步中的高温煅烧反应是将反应前驱体放入反应器中，置于井式炉内，并通入氮气作保护下进行的。

8、权利要求1所述的复合包覆改性高振实密度锂离子电池正极材料在锂离子电池制造领域的应用。

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