CN104466106B - 同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料及其制备方法和应用 - Google Patents

同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料及其制备方法和应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料，其主要由纳米磷酸盐系活性物质和金属纤维复合而成，金属纤维作为内核，纳米磷酸盐系活性物质包覆在金属纳米纤维外表面以形成核壳结构；其制备方法包括：将镍盐或铜盐与聚合物一同溶于有机溶剂中配成A溶液；将聚合物、磷酸、锂盐与铁盐、锰盐、镍盐或钒酸盐混合配成B溶液；经过搅拌后，将制得的A溶胶和B溶胶分别倒入两注射器，利用同轴静电纺丝机进行纺丝；干燥后得到纤维前驱体；再经过预处理和焙烧，获得复合纤维正极材料。在应用过程中，该复合纤维正极材料直接冲裁成电极片，不需额外添加粘结剂、导电碳黑及集流器，产品的导电性和倍率性能好。

Description

同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维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正极材料及其制备技术领域，尤其涉及一种金属基磷酸盐系复合纤维正极材料及其制备方法和应用。
背景技术
以聚阴离子型磷酸盐系为正极材料的锂离子电池，具有高容量、低价格、原料来源丰富、环境友好、安全性出色等钴酸锂难以比拟的优点，还具有优异的热稳定性和良好的循环充放电性能，完全有希望应用到诸如电动汽车、低谷电力储藏、风力与太阳能发电电能储藏、应急电力储备和车用辅助电源等。在全世界科技和工业界的共同努力下，动力锂离子电池的研发和生产已取得了长足发展，然而锂离子电池在高倍率充放电时，电池容量衰减较快，循环性较差是目前急需解决的共性问题之一。
影响其高倍率充放电性能的因素主要来源于电极和电解质，而电极材料的结构、尺寸、电极界面电阻等是影响电极高倍率性能的最重要因素，因为它们直接或间接地影响着锂离子扩散路径的长短和电极的电阻，影响着电极的充放电程度。磷酸盐系材料大都属半导体材料，本身导电性较差，通过碳包覆、金属包覆、碳掺杂及金属离子掺杂等方式改善其电子传输特性来提高其电子导电率，对电极的导电性有较明显的提高，但对倍率性能的提高却有限。这是因为磷酸盐系材料和其他电极材料一样，是通过锂离子的嵌入与脱嵌来储存和释放电能的，其功率性能不仅受其电子导电性影响，更取决于锂离子在电极内部及表面的迁移扩散速率(离子导电性)。目前采取的解决方案主要是晶粒纳米化，从而减少锂离子在晶粒中的扩散距离，纳米化已经有较多的研究，但是由于纳米技术的局限性，难以应用到实际的工业化生产中。
将正极材料与高导电一维碳材料复合成同轴电缆并形成三维网络结构有望突破现有技术，解决电极材料难以同时具有高的离子导电率与电子导电率的问题。如：Yang等人合成的直径20-30nm的核壳结构LiFePO4@CNT纳米线，并形成了三维导电网络，结果显示0.1C下充放电，容量达160mAhg-1[Jinli Yang,a Jiajun Wang,a Yongji Tang.In situ self-catalyzedformation of core–shell LiFePO4@CNT nanowires for high rate performance lithium-ion batteries.Journal of Material Chemistry,A,2013,1:7306-7311]。Li等人利用气相沉积法原位生成了直径100nm的无定形碳纤维CFs@LiFePO4复合电极材料，其在0.1C下可逆容量达162mAhg-1[Li,Xinlu；Wang,Hao；Song,Hongfang.In-situ Preparation and Electrochemical Performance of anUrchin-like Carbon Nanofibers@LiFePO4Hybrid.International Journal of ElectrochemicalScience.2013,7:4397-4404]。另外，Zhu等人利用静电纺丝制备无定形C包覆LiFePO4纳米线，0.1C下充放电，容量达169mAhg-1[Zhu Changbao,Yu Yan,Gu Lin.Electrospinning of highlyelectroactive carbon-coated single-crystalline LiFePO4nanowires.Angew.Chem.Int.Ed.2011,50:6278-6282]；Hosono等人也利用电纺技术合成了直径在0.5～1μm的无定形C@LiFePO4@CNTs三相同轴复合纳米线，其中无定形C层厚度在20～30nm，0.06C下充放电，容量达160mAhg-1[Hosono Eiji,Wang Yonggang,Kida Noriyuki,Enomoto Masaya.Synthesis ofTriaxial LiFePO4Nanowire with a VGCF Core Column and a Carbon Shell through theElectrospinning Method.ACS.Applied Materials&Interfaces.2010,2:212-218]。Xu等利用水热法制备了磷酸钒锂/C三维复合电极材料，在3～4.8V和3～4.3V下放电容量分别达到103.4mAhg-1和85.4mAhg-1(Jiantie Xu,Shu-Lei Chou,Cuifeng Zhou,Qin-Fen Gu,Hua-Kun Liu,Shi-XueDou.Three-dimensional-network Li3V2(PO4)3/C composite as high rate lithium ion batterycathode material and its compatibility with ionic liquid electrolytes.Journal of Power Sources,246(2014)124-131)。然而，上述材料在大电流充放电下，容量大都衰减明显，达50％以上。其主要原因是，原位生成或低温合成的碳材料，通常为无定型结构，其导电性并不高，即使形成了导电网络，对提高电极材料的导电性作用也较小，不适合大电流下充放电；碳与金属氧化物形成的界面结构中，尤其是非原位形成的界面结构会存在较大的界面电阻，在大电流充放电或循环充放电时，往往因活性物质剧烈的体积变化使界面结构失配，界面电阻和应力增大，甚至造成物相分离或脱落，使得电极循环稳定性变差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种可大大提高磷酸盐系正极材料的导电性和高倍率性能的同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料，同时提供一种工艺过程简单可控、易规模化生产的同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料的制备方法，并提供一种同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料的应用。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为一种同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料，所述复合纤维正极材料主要由纳米磷酸盐系活性物质和金属纤维复合而成，金属纤维作为复合纤维正极材料的内核，纳米磷酸盐系活性物质包覆在金属纳米纤维外表面以形成核壳结构。
上述的复合纤维正极材料中，优选的：所述金属纤维为Cu纤维或Ni纤维，所述金属纤维的直径为100nm～500nm，所述纳米磷酸盐系活性物质在金属纤维外表面的包覆厚度为50nm～250nm。
上述的复合纤维正极材料中，优选的：所述纳米磷酸盐系活性物质为磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸锰锂、磷酸镍锂中的一种或任意两种的复合物；所述纳米磷酸盐系活性物质与金属纤维的质量比为1.2:1～5:1。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述的复合纤维正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将可溶性镍盐或可溶性铜盐与聚合物反应原料一同溶于有机溶剂中配成A溶液；将聚合物反应原料、磷酸、锂盐与铁盐、锰盐、镍盐或钒酸盐中的至少一种按比例混合溶于有机溶剂中配成B溶液；经过搅拌后分别得到A溶胶和B溶胶；
(2)将上述制得的A溶胶和B溶胶分别倒入两注射器，其中盛有A溶胶的注射器连通静电纺丝机同轴喷嘴的核层，盛有B溶胶的注射器连通静电纺丝机同轴喷嘴的壳层，利用静电纺丝机进行纺丝；所述壳层与核层的原料用量是优选按照所述纳米磷酸盐系活性物质与金属纤维的质量比为1.2:1～5:1的比例添加；
(3)将纺出的丝放入干燥箱中干燥，得到纤维前驱体；
(4)将所得的纤维前驱体在210℃～280℃下的空气气氛中进行预处理1～3小时；
(5)将上述预处理后的纤维前驱体放入氮气气氛炉中，于750℃～900℃下焙烧2～5小时，获得复合纤维正极材料。
上述的制备方法，优选的，所述的聚合物反应原料为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚丙烯腈(PAN)，所述有机溶剂为N’N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液或N’N-二甲基乙酰胺(DMAc)溶液，所述聚合物反应原料与有机溶剂的质量比控制为1:10～1:5。
上述的制备方法，优选的，所述可溶性镍盐为硝酸镍，所述可溶性铜盐为硝酸铜；所述锂盐、铁盐、锰盐、镍盐、钒酸盐分别是指乙酸锂、硝酸铁、硝酸锰、硝酸镍、钒酸铵；所述按比例混合是指按目标产品为磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸锰锂、磷酸镍锂中的一种或任意两种时的理论摩尔比进行混合。
上述的制备方法，优选的，所述B溶液中铁盐、锰盐、镍盐、钒酸盐的总和与聚合物反应原料的质量比控制为1:5～2:1。
上述的制备方法，优选的，所述步骤(1)中的搅拌是采用磁力搅拌器搅拌，搅拌时间为6～12小时。
上述的制备方法，优选的，所述步骤(2)中，静电纺丝机进行纺丝时，纺丝电压控制为20～25KV，喷嘴距离接收装置的距离为10～30cm；所述接收装置为平板或辊筒。
上述的制备方法，优选的，所述步骤(3)中，干燥时的温度为60℃～80℃，干燥时间为6～24小时。
作为一个总的技术构思，本发明还提供一种上述得到的复合纤维正极材料在制备高能量、高功率动力锂离子电池正极中的应用，在所述应用过程中，所述复合纤维正极材料直接冲裁成电极片，不需额外添加粘结剂、导电碳黑及集流器。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
(1)本发明的复合纤维正极材料相比碳基材料，使用的金属纤维(1D或准1D)具有更强的导电性，且更容易在其表面附着金属氧化物并形成结合力强的化学键合，界面电阻更低；
(2)本发明方法制备的同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料具有核壳结构，容易形成三维导电网络，相比碳纤维基复合电极材料，具有更好的导电性和力学性能；
(3)本发明的同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料中金属纤维形成的导电网络本身可起到集流器作用，这使得在制备高能量、高功率动力锂离子电池正极中，可省去传统泡沫镍集流体、粘结剂和导电碳黑，可大大提高活性物质填充量和体积比容量，降低电极重量，便于加工，其用作锂离子电池正极材料后能够表现出更佳的综合性能和实用性；
(4)本发明的制备方法简单、可控，制备温度低，工艺过程无污染物排放，成本低，适宜规模化生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例1中LiFePO4/Ni复合纤维前驱体的SEM照片。
图2是本发明实施例1中LiFePO4/Ni复合纤维热处理产物的SEM照片。
图3是本发明实施例1中LiFePO4/Ni复合纤维热处理产物的SEM照片(高放大倍率)。
图4是本发明实施例1中LiFePO4/Ni复合纤维的XRD结果。
图5是本发明实施例1中LiFePO4/Ni复合纤维的TEM照片。
图6是本发明实施例2中Li3V2(PO4)3/Ni复合纤维的TEM照片。
图7是本发明实施例3中LiFe0.5Mn0.5PO4/Ni复合纤维的TEM照片。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的专业术语只是为了描述具体实施例的目的，并不是旨在限制本发明的保护范围。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
实施例1：
一种如图2～图5所示本发明的同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料，其主要由纳米磷酸盐系活性物质磷酸铁锂和金属镍纤维复合而成(LiFePO4/Ni复合纤维)，金属镍(Ni)纤维作为复合纤维正极材料的内核，纳米磷酸铁锂包覆在金属Ni纤维外表面以形成核壳结构。金属Ni纤维的直径为100nm～150nm，磷酸铁锂在金属Ni纤维外表面的包覆厚度为100nm～120nm。磷酸铁锂与金属Ni纤维的质量比为2.2:1。
本实施例的复合纤维正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将4g硝酸镍与4g聚丙烯腈一同溶于28g N’N-二甲基甲酰胺溶液中配成A溶液；将4g聚丙烯腈、0.485g磷酸、0.5g乙酸锂与2g硝酸铁混合溶于28g N’N-二甲基甲酰胺溶液中配成B溶液；分别采用磁力搅拌器搅拌6小时，经过搅拌后分别得到一定黏度的A溶胶和B溶胶；
(2)将上述制得的A溶胶和B溶胶分别倒入两注射器，其中盛有A溶胶的注射器连通静电纺丝机同轴喷嘴的核层，盛有B溶胶的注射器连通静电纺丝机同轴喷嘴的壳层，利用静电纺丝机进行纺丝；纺丝电压控制为25KV，喷嘴距离接收装置的距离为30cm；接收装置为辊筒；
(3)将纺出的丝放入干燥箱中干燥，干燥时的温度为80℃，干燥时间为6小时，得到纤维前驱体；本实施例制得的纤维前驱体的SEM照片如图1所示，由图1可见纤维长径比大，直径均匀，且形成了网络结构；
(4)将所得的纤维前驱体在280℃下的空气气氛中进行预处理1小时；
(5)将上述预处理后的纤维前驱体放入氮气气氛炉中，于750℃下焙烧5小时，获得表层磷酸铁锂与核心金属镍纤维理论质量比约2.2:1的复合纤维正极材料。
经检测，本实施例烧结后制得的复合纤维正极材料的SEM照片如图2、图3所示，由图2、图3可见，烧结后的复合纤维正极材料仍保持较好的纤维形貌和较大的长径比，从图4中的XRD结果可以看出，烧结后的复合纤维正极材料呈现较纯的金属镍和磷酸铁锂晶相，由图5中本实施例复合纤维正极材料的TEM照片可以看出，该复合纤维正极材料呈现出明显的核壳结构，金属内径约100nm～150nm，磷酸铁锂包覆厚度约100nm～120nm。将该复合纤维正极材料直接裁成电极片，以市场普通金属锂片、聚丙烯薄膜、LiPF6溶液分别作负极、隔膜、电解液，组装成CR2025型钮扣电池进行测试，在1C下充放电50次，容量保持在152mAh/g。
实施例2：
一种本发明的同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料，其主要由纳米磷酸盐系活性物质磷酸钒锂和金属镍纤维复合而成(Li3V2(PO4)3/Ni复合纤维)，金属镍(Ni)纤维作为复合纤维正极材料的内核，纳米磷酸铁锂包覆在金属Ni纤维外表面以形成核壳结构。金属Ni纤维的直径为300nm～350nm，磷酸钒锂在金属Ni纤维外表面的包覆厚度为50nm～90nm。磷酸钒锂与金属Ni纤维的质量比为1.27:1。
本实施例的复合纤维正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将8g硝酸镍与4g聚丙烯腈一同溶于40g N’N-二甲基甲酰胺溶液中配成A溶液；将4g聚丙烯腈、1.5g磷酸、1g乙酸锂与1.2g钒酸铵混合溶于20g N’N-二甲基甲酰胺溶液中配成B溶液；分别采用磁力搅拌器搅拌12小时，经过搅拌后分别得到一定黏度的A溶胶和B溶胶；
(2)将上述制得的A溶胶和B溶胶分别倒入两注射器，其中盛有A溶胶的注射器连通静电纺丝机同轴喷嘴的核层，盛有B溶胶的注射器连通静电纺丝机同轴喷嘴的壳层，利用静电纺丝机进行纺丝；纺丝电压控制为20KV，喷嘴距离接收装置的距离为20cm；接收装置为辊筒；
(3)将纺出的丝放入干燥箱中干燥，干燥时的温度为60℃，干燥时间为12小时，得到纤维前驱体；本实施例制得的纤维前驱体长径比大，直径均匀，且形成了网络结构；
(4)将所得的纤维前驱体在210℃下的空气气氛中进行预处理3小时；
(5)将上述预处理后的纤维前驱体放入氮气气氛炉中，于900℃下焙烧2小时，获得表层磷酸钒锂与核心金属镍纤维理论质量比约1.27:1的复合纤维正极材料。
经检测，本实施例烧结后制得的复合纤维正极材料仍保持较好的纤维形貌和较大的长径比，呈现较纯的金属镍和磷酸钒锂晶相，由图6中本实施例复合纤维正极材料的TEM照片可以看出，该复合纤维正极材料呈现出明显的核壳结构，金属镍纤维的直径约300nm～350nm，磷酸钒锂包覆厚度约50nm～90nm。将本实施例的复合纤维正极材料直接裁成电极片，以市场普通金属锂片、聚丙烯薄膜、LiPF6溶液分别作负极、隔膜、电解液，组装成CR2025型钮扣电池进行测试，在2C下充放电50次，容量保持在147mAh/g。
实施例3：
一种本发明的同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料，其主要由纳米磷酸盐系活性物质磷酸铁锰锂和金属镍纤维复合而成(LiFe0.5Mn0.5PO4/Ni)，金属镍(Ni)纤维作为复合纤维正极材料的内核，纳米磷酸铁锰锂包覆在金属Ni纤维外表面以形成核壳结构。金属Ni纤维的直径为460nm～500nm，磷酸铁锰锂在金属Ni纤维外表面的包覆厚度为130nm～150nm。磷酸铁锰锂与金属Ni纤维的质量比为2.18:1。
本实施例的复合纤维正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将8g硝酸镍与4g聚丙烯腈一同溶于20g N’N-二甲基甲酰胺溶液中配成A溶液；将4g聚丙烯腈、0.97g磷酸、1g乙酸锂与2g硝酸铁、2.03g乙酸锰混合溶于30g N’N-二甲基甲酰胺溶液中配成B溶液；分别采用磁力搅拌器搅拌10小时，经过搅拌后分别得到一定黏度的A溶胶和B溶胶；
(2)将上述制得的A溶胶和B溶胶分别倒入两注射器，其中盛有A溶胶的注射器连通静电纺丝机同轴喷嘴的核层，盛有B溶胶的注射器连通静电纺丝机同轴喷嘴的壳层，利用静电纺丝机进行纺丝；纺丝电压控制为25KV，喷嘴距离接收装置的距离为20cm；接收装置为平板；
(3)将纺出的丝放入干燥箱中干燥，干燥时的温度为70℃，干燥时间为10小时，得到纤维前驱体；本实施例制得的纤维前驱体长径比大，直径均匀，且形成了网络结构；
(4)将所得的纤维前驱体在280℃下的空气气氛中进行预处理1小时；
(5)将上述预处理后的纤维前驱体放入氮气气氛炉中，于800℃下焙烧4小时，获得表层磷酸铁锰锂与核心金属镍纤维理论质量比约2.18:1的复合纤维正极材料。
经检测，本实施例烧结后制得的复合纤维正极材料仍保持较好的纤维形貌和较大的长径比，呈现较纯的金属镍和磷酸铁锰锂晶相，由图7中本实施例复合纤维正极材料的TEM照片可以看出，该复合纤维正极材料呈现出明显的核壳结构，金属镍纤维的直径约460nm～500nm，磷酸钒锂包覆厚度约130nm～150nm。将本实施例的复合纤维正极材料直接裁成电极片，以市场普通金属锂片、聚丙烯薄膜、LiPF6溶液分别作负极、隔膜、电解液，组装成CR2025型钮扣电池进行测试，在10C下充放电50次，容量保持在132mAh/g。
实施例4：
一种本发明的同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料，其主要由纳米磷酸盐系活性物质磷酸铁镍锂和金属铜纤维复合而成，金属铜(Cu)纤维作为复合纤维正极材料的内核，纳米磷酸铁镍锂包覆在金属Cu纤维外表面以形成核壳结构。金属Cu纤维的直径为100nm～150nm，磷酸铁镍锂在金属Cu纤维外表面的包覆厚度为220nm～250nm。磷酸铁镍锂与金属Cu纤维的质量比为5:1。
本实施例的复合纤维正极材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)将4g硝酸铜与4g聚乙烯吡咯烷酮一同溶于20g N’N—二甲基乙酰胺溶液中配成A溶液；将4g聚乙烯吡咯烷酮、1.455g磷酸、1.5g乙酸锂与3g硝酸铁、3.08g乙酸镍混合溶于20g N’N—二甲基乙酰胺溶液中配成B溶液；分别采用磁力搅拌器搅拌12小时，经过搅拌后分别得到一定黏度的A溶胶和B溶胶；
(2)将上述制得的A溶胶和B溶胶分别倒入两注射器，其中盛有A溶胶的注射器连通静电纺丝机同轴喷嘴的核层，盛有B溶胶的注射器连通静电纺丝机同轴喷嘴的壳层，利用静电纺丝机进行纺丝；纺丝电压控制为25KV，喷嘴距离接收装置的距离为20cm；接收装置为平板；
(3)将纺出的丝放入干燥箱中干燥，干燥时的温度为80℃，干燥时间为12小时，得到纤维前驱体；本实施例制得的纤维前驱体长径比大，直径均匀，且形成了网络结构；
(4)将所得的纤维前驱体在210℃下的空气气氛中进行预处理3小时；
(5)将上述预处理后的纤维前驱体放入氮气气氛炉中，于800℃下焙烧2小时，获得表层磷酸铁镍锂与核心金属铜纤维理论质量比约5:1的复合纤维正极材料。
经检测，本实施例烧结后制得的复合纤维正极材料仍保持较好的纤维形貌和较大的长径比，呈现较纯的金属铜和磷酸铁镍锂晶相，且该复合纤维正极材料呈现出明显的核壳结构，金属铜纤维的直径约100nm～150nm，磷酸铁镍锂包覆厚度约220nm～250nm。将该复合纤维正极材料直接裁成电极片，以市场普通金属锂片、聚丙烯薄膜、LiPF6溶液分别作负极、隔膜、电解液，组装成CR2025型钮扣电池进行测试，在20C下充放电50次，容量保持在116mAh/g。

Claims (9)

1. 一种同轴电缆型金属基磷酸盐系复合纤维正极材料的制备方法，所述复合纤维正极材料主要由纳米磷酸盐系活性物质和金属纤维复合而成，金属纤维作为复合纤维正极材料的内核，纳米磷酸盐系活性物质包覆在金属纳米纤维外表面以形成核壳结构，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将可溶性镍盐或可溶性铜盐与聚合物反应原料一同溶于有机溶剂中配成A溶液；将聚合物反应原料、磷酸、锂盐与铁盐、锰盐、镍盐或钒酸盐中的至少一种按比例混合溶于有机溶剂中配成B溶液；经过搅拌后分别得到A溶胶和B溶胶；
（2）将上述制得的A溶胶和B溶胶分别倒入两注射器，其中盛有A溶胶的注射器连通静电纺丝机同轴喷嘴的核层，盛有B溶胶的注射器连通静电纺丝机同轴喷嘴的壳层，利用静电纺丝机进行纺丝；
（3）将纺出的丝放入干燥箱中干燥，得到纤维前驱体；
（4）将所得的纤维前驱体在210℃～280℃下的空气气氛中进行预处理1～3小时；
（5）将上述预处理后的纤维前驱体放入氮气气氛炉中，于750℃～900℃下焙烧2～5小时，获得复合纤维正极材料。
2. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金属纤维为Cu纤维或Ni纤维，所述金属纤维的直径为100nm～500nm，所述纳米磷酸盐系活性物质在金属纤维外表面的包覆厚度为50nm～250nm。
3. 根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述纳米磷酸盐系活性物质为磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸锰锂、磷酸镍锂中的一种或任意两种的复合物；所述纳米磷酸盐系活性物质与金属纤维的质量比为1.2:1～5:1。
4. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的聚合物反应原料为聚乙烯吡咯烷酮或聚丙烯腈，所述有机溶剂为N’N-二甲基甲酰胺溶液或N’N-二甲基乙酰胺溶液，所述聚合物反应原料与有机溶剂质量比控制为1:10～1:5。
5. 根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述可溶性镍盐为硝酸镍，所述可溶性铜盐为硝酸铜；所述锂盐、铁盐、锰盐、镍盐、钒酸盐分别是指乙酸锂、硝酸铁、硝酸锰、硝酸镍、钒酸铵；所述按比例混合是指按目标产品为磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸锰锂、磷酸镍锂中的一种或任意两种时的理论摩尔比进行混合。
6. 根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述B溶液中铁盐、锰盐、镍盐、钒酸盐的总和与聚合物反应原料的质量比控制为1:5～2:1。
7. 根据权利要求4、5或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（1）中的搅拌是采用磁力搅拌器搅拌，搅拌时间为6～12小时。
8. 根据权利要求4、5或6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤（2）中，静电纺丝机进行纺丝时，纺丝电压控制为20～25 KV，喷嘴距离接收装置的距离为10～30 cm；所述接收装置为平板或辊筒。
9. 一种如权利要求1～8中任一项所述制备方法得到的复合纤维正极材料在制备高能量、高功率动力锂离子电池正极中的应用，其特征在于，在所述应用过程中，所述复合纤维正极材料直接冲裁成电极片，不需额外添加粘结剂、导电碳黑及集流器。
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