CN105514423A

CN105514423A - 正极材料制备方法、正极材料以及电池

Info

Publication number: CN105514423A
Application number: CN201410554159.8A
Authority: CN
Inventors: 陈春华; 邹邦坤; 胡郅虬; 马小航; 程涛
Original assignee: Suzhou Aimeide New Energy Material Co Ltd
Current assignee: Suzhou Aimeide New Energy Material Co Ltd
Priority date: 2014-10-17
Filing date: 2014-10-17
Publication date: 2016-04-20

Abstract

本发明揭示了一种正极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将锂源、锰源、铁源、磷源按照Li、Mn、Fe、P的物质的量比1：x：1-x：1混合，其中0≤x＜1，所述铁源包括第一铁源和第二铁源，所述第一铁源和所述第二铁源的物质的量比范围为2:8-8:2；混合后产物在惰性气氛下进行预烧，得到预烧产物；将预烧产物与碳源混合，置于惰性气氛下烧结。通过本发明的制备方法可以降低成本并得到均一的正极材料。本发明还揭示了一种正极材料以及一种电池。

Description

正极材料制备方法、正极材料以及电池

技术领域

本发明属于电池领域，具体涉及一种正极材料的制备方法。

本发明还涉及一种正极材料以及使用该正极材料的电池。

背景技术

20世纪80年代科学家们为寻找环境友好型的新能源材料,在锂原电池的基础上发展了可充放电的锂二次电池。由于正极材料是公认的锂离子电池中最为关键的材料,其性能好坏将直接影响电池各项性能(储能密度、循环寿命、安全性等),所以其发展也最值得关注。在Goodenough等提出层状钴酸锂(LiCoO₂)作为正极材料并由Sony公司在1990年实现商品化应用以后，人们相继发现了其它的锂离子电池正极材料。磷酸铁锂(LiFePO₄)作为一种新型锂离子电池正极材料，较其他锂离子电池材料(锰酸锂，镍钴锰酸锂等)相比，拥有环境无污染、价格低廉、循环寿命长及安全性高等明显优势，因而成为小型电子设备、电动工具、动力电池及未来大型储能设备的首选材料。但是LiFePO₄存在离子和电子导电率较低(约10^-9S·cm^-1)、放电电压平台较低(约3.4V)的固有缺陷。此外，工业生产中一般采用价格较昂贵的FeC₂O₄作为铁源，是制约LiFePO₄生产成本降低的重要因素。近年来，为提高LiFePO₄放电电压平台，将LiFePO₄一部分或者全部铁使用锰替换获得磷酸铁锰锂(LiMn_xFe_1-xPO₄,0＜x＜1)，此正极材料也得到的广泛的研究，锰的价态转换可获得4.1V的放电电压平台，但是其离子和电子电导率更低(约10^-10S·cm^-1)的缺点限制了目前的商业化运用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种正极材料的制备方法，该方法可以改善正极材料的颗粒形貌，从而提高其电化学性能。

本发明提供了一种正极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：将锂源、锰源、铁源、磷源按照Li、Mn、Fe、P的物质的量比1：x：1-x：1混合，其中0≤x＜1，所述铁源包括第一铁源和第二铁源，所述第一铁源和所述第二铁源的物质的量比范围为2:8-8:2；混合后产物在惰性气氛下进行预烧，得到预烧产物，预烧温度为300～550℃，预烧时间为2～20h；将预烧产物与碳源混合，置于惰性气氛下烧结，烧结温度为600～900℃，烧结时间为2～20h。

优选地，所述第一铁源和所述第二铁源分别选自草酸亚铁、草酸铁、醋酸亚铁、醋酸铁、硝酸亚铁、硝酸铁、磷酸铁、氧化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、氯化亚铁、氯化铁中的一种。

优选地，所述第一铁源与所述第二铁源的物质的量比范围为1:2-2:1。

优选地，所述锂源为碳酸锂、磷酸二氢锂、醋酸锂、硝酸锂、氢氧化锂、氟化锂中的至少一种；所述锰源为氯化亚锰、草酸亚锰、硫酸锰、硝酸锰、三氧化为锰、四氧化三锰、二氧化锰、氧化亚锰、醋酸锰中的至少一种；所述磷源为磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铁中的至少一种；所述碳源为糖类、油脂、有机酸、有机酸酯和小分子醇中的至少一种。

优选地，所述碳源与所述预烧产物的质量比范围为0.01～0.2。

优选地，所述第一铁源为草酸亚铁，所述第二铁源为硫酸亚铁。

优选地，所述碳源与所述预烧产物的质量比为0.1，所述第一铁源与所述第二铁源的物质的量比为1:1。

优选地，所述碳源与所述预烧产物的质量比为0.15，所述第一铁源与所述第二铁源的物质的量比为1:2。

与现有技术相比，本方法制备的正极材料具有均一的颗粒形貌；并且通过选取不同的铁源作为原材料，存在降低生产成本的空间，有利于工业化生产。

本发明还提出了一种正极材料，所述正极材料通过上述方法制备而得。

与现有技术相比，本发明提出的正极材料颗粒形貌均一且可控，生产成本更低。

本发明还提出了一种电池，包括正极、负极和电解液，所述正极包括上述正极材料。

与现有技术相比，本发明提出的电池表现出较高的放电比容量，以及优秀的循环性能和倍率性能。

附图说明：

图1为实施例1-3和对比例1-2中合成的磷酸铁锂的XRD图；

图2为实施例4-6和对比例3-4中合成的磷酸铁锂的XRD图；

图3为实施例7和对比例5-6中合成的磷酸铁锰锂的XRD图；

图4为对比例1中制备的磷酸铁锂的SEM图；

图5为实施例2中制备的磷酸铁锂的SEM图；

图6为对比例2中制备的磷酸铁锂的SEM图；

图7为实施例3中制备的磷酸铁锂的SEM图；

图8为实施例1中制备的磷酸铁锂的SEM图；

图9为对比例5中制备的磷酸铁锰锂的SEM图；

图10为对比例6中制备的磷酸铁锰锂的SEM图；

图11为实施例7制备的磷酸铁锰锂的SEM图；

图12为实施例1中合成的磷酸铁锂的碳含量热重测试分析图；

图13为对比例1合成的磷酸铁锂组成的电池在不同电流下的充放电压与比容量的关系曲线；

图14为实施例2合成的磷酸铁锂组成的电池在不同电流下的充放电压与比容量的关系曲线；

图15为对比例2合成的磷酸铁锂组成的电池在不同电流下的充放电压与比容量的关系曲线；

图16为实施例3合成的磷酸铁锂组成的电池在不同电流下的充放电压与比容量的关系曲线；

图17为实施例1合成的磷酸铁锂组成的电池在不同电流下的充放电压与比容量的关系曲线；

图18为实施例1-3和对比例1-2合成的磷酸铁锂组成的电池比容量与循环次数的关系曲线；

图19为实施例4-6和对比例3-4合成的磷酸铁锂组成的电池比容量与循环次数的关系曲线；

图20为对比例5合成的磷酸铁锰锂组成的电池首次充放电的电压与比容量的关系曲线；

图21为对比例6合成的磷酸铁锰锂组成的电池首次充放电的电压与比容量的关系曲线；

图22为实施例7合成的磷酸铁锰锂组成的电池首次充放电的电压与比容量的关系曲线。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提出了一种正极材料的制备方法，所述制备方法具有以下步骤：

将锂源、锰源、铁源、磷源按照Li、Mn、Fe、P的物质的量比1：x：1-x：1混合，其中0≤x＜1，所述铁源包括第一铁源和第二铁源，所述第一铁源和所述第二铁源的物质的量比范围为2:8-8:2；

混合后产物在惰性气氛下进行预烧，得到预烧产物，预烧温度为300～550℃，预烧时间为2～20h；

将预烧产物与碳源混合，置于惰性气氛下烧结，烧结温度为600～900℃，烧结时间为2～20h。

本发明的制备方法包括两种情况，分别对应磷酸铁锂的制备方法和磷酸铁锰锂的制备方法：当x＝0时，本发明的正极材料制备方法即为LiFePO₄的制备方法；当0＜x＜1，本发明的正极材料制备方法即为含锰掺杂的磷酸铁锰锂材料的制备方法。

根据以上说明，本发明具有两种优选的实施方式，如以下所示。

实施方式一

当x＝0时，本发明为一种磷酸铁锂(LiFePO₄)的制备方法，包括以下步骤：

将锂源、铁源、磷源按照Li、Fe、P的物质的量比1：1：1混合，其中所述铁源包括第一铁源和第二铁源，所述第一铁源和所述第二铁源的物质的量比范围为2:8-8:2；

本发明中的铁源为草酸亚铁、草酸铁、醋酸亚铁、醋酸铁、硝酸亚铁、硝酸铁、磷酸铁、氧化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、氯化亚铁、氯化铁中的两种，分别为第一铁源和第二铁源。优选地，第一铁源为草酸亚铁，第二铁源为硫酸亚铁。一方面，在现有工艺中，较常使用的草酸亚铁的成本较高，硫酸亚铁的成本较低，通过使用两种铁源，将硫酸亚铁这种低成本的材料加入，可以有效的降低铁源的成本。另一方面，通过两种铁源的混用，所生产的正极材料的均一性和电化学性能均有所提高。预烧过程中，铁源的分解一般伴随着团聚现象，由此容易造成材料制备中颗粒过大的现象。不同的铁源一般具有不同的分解温度，分解温度较低的第一铁源首先分解的时候，由于第二铁源与第一铁源均匀分散且未达到其分解温度，从而阻止了第一铁源的团聚现象；第二铁源再分解的时候，由于第一铁源已经分解完成，从而阻止了第二铁源的团聚现象。因此使用混合铁源避免了烧结后得到的正极材料因团聚而颗粒大小不均匀的现象。

不同比例的第一铁源和第二铁源对正极材料的影响很大。优选地，第一铁源与第二铁源的比例为8:2-2:8，更优选地，第一铁源与第二铁源的比例为2:1-1:2。最优选地，第一铁源与第二铁源的比例为1:1。

本发明中的锂源为碳酸锂、磷酸二氢锂、醋酸锂、硝酸锂、氢氧化锂、氟化锂中的至少一种。优选地，锂源为碳酸锂。

本发明中的碳源为糖类、油脂、有机酸、有机酸酯和小分子醇中的至少一种。更优选地，碳源为葡萄糖。当然，其它含碳高分子化合物也可以作为本发明的碳源，如聚乙二醇(PEG)等。

为了保证正极材料产物中所包含的碳元素质量分数在1％-10％范围内，本发明中所加的碳源与预烧产物的质量比范围为0.01～0.2；优选地，碳源与预烧产物的质量比为0.1～0.15。

在一个优选实施例中，第一铁源为草酸亚铁，第二铁源为硫酸亚铁。由于草酸亚铁成本比较高，硫酸亚铁成本比较低，将一部分草酸亚铁用硫酸亚铁取代可以显著降低材料成本。此外，硫酸亚铁的分解温度比草酸亚铁高，因而在草酸亚铁预烧分解时，硫酸亚铁可以有效阻止材料的团聚现象。

在一个更为优选的实施例中，第一铁源为草酸亚铁，第二铁源为硫酸亚铁，碳源与预烧产物的质量比为0.1，草酸亚铁与硫酸亚铁的物质的量比为1:1。

在另一个更为优选的实施例中，第一铁源为草酸亚铁，第二铁源为硫酸亚铁，碳源与预烧产物的质量比为0.15，草酸亚铁与硫酸亚铁的物质的量比为1:2。

本发明的原料混合方法为液相混合法，固相混合法中的一种，优选的为液相混合法。

本发明的混合方式中包括研磨。本发明的研磨目的是将混合后的原料粉体颗粒变的更加细小、不同材料的颗粒之间接触面更大，使混合更加均匀、接触更加紧密，从而可以使混合后的原料粉体在后续的步骤中得到充分的反应，形成更加细小均一的产物颗粒。本发明包括一切可以达到本发明的研磨目的的研磨方法。优选地，本发明的研磨方法为球磨，可以使湿法球磨也可以是干法球磨，更优选为湿法球磨。球磨机可以是本领域中的各种类型的球磨机，如行星式球磨机，卧式球磨机和立式球磨机，高能球磨机等中的一种，优选的为卧式球磨机。

在一个优选的实施方式中，本发明采用湿法球磨。球磨时使用的磨球，不与原料各组分之间产生化学反应，可选用氧化锆磨球，氧化铝磨球和陶瓷磨球等。磨球使用量为，磨球的重量为原料重量的5-10倍，优选地为8倍。球磨的转速为150-700rad/min，优选地为200-300rad/min。

为了使研磨达到最佳的效果，本发明的原料混合中还包括研磨介质，研磨介质选自去离子水、蒸馏水、工业酒精、无水乙醇、丙酮、环己烷中的至少一种，优选的研磨介质为无水乙醇。

在一个优选实施方式中，本发明的原料在混合之后还进行干燥。为了研磨介质彻底的蒸发，本发明使用了烘箱干燥。烘箱的干燥温度为30～100℃，干燥时间为1～48h。优选地，干燥温度为70-100℃，干燥时间为4-8h。当然，本发明的干燥方法并不限于烘箱干燥，其它的干燥方式也可以。

在经过干燥之后，为了让干燥后结成块的物料分散开来，将产物再次进行充分研磨，研磨方法同干燥前的研磨，也包括干磨或者湿磨。优选地，本次研磨只需一般的研磨即可。

本发明的预烧在惰性气氛保护下进行，预烧温度为300-550℃，预烧时间为2-20h，升温速率为1-10℃/min。优选地，惰性气氛为氩气、氮气、氦气、氢气中的至少一种，更优选为氮气。优选地，预烧温度为500℃，预烧时间为6h，升温速率为3℃/min。通过预烧，可以去除物料中的各种挥发组分，形成结晶度较低的磷酸铁锂。

在预烧之后烧结之前，将经过预烧产物与碳源混合并再次进行充分研磨，研磨方法同干燥前的研磨方法。具体的，预烧产物先经过冷却，再经过研磨，再和碳源混合进行进一步研磨。经过研磨，一方面将预烧产生结块的物料分散开来，另一方面将预烧的物料与碳源充分混合。

本发明的烧结在也惰性气氛保护下进行，烧结温度为600～900℃，烧结时间为2～20h。优选地，烧结温度为750℃，烧结时间为12h，所述升温速率为3℃/min。通过烧结，形成了结晶度较好的磷酸铁锂，控制了磷酸铁锂一次颗粒粒径的大小。

实施方式二

当0<x<1时，本发明为一种磷酸铁锰锂(LiMn_xFe_1-xPO₄)的制备方法，包括以下步骤：

将锂源、锰源、铁源、磷源按照Li、Mn、Fe、P的物质的量比1：x：1-x：1混合，其中0<x<1，其中铁源包括第一铁源和第二铁源，所述第一铁源和所述第二铁源的物质的量比范围为2:8-8:2；

干燥，将干燥产物在惰性气氛下进行预烧，得到预烧产物，预烧温度为300～550℃，预烧时间为2～20h；

本实施方式中的锰源为氯化亚锰、草酸亚锰、硫酸锰、硝酸锰、三氧化为锰、四氧化三锰、二氧化锰、氧化亚锰、醋酸锰中的至少一种。优选地，锰源为醋酸锰。

在一个优选实施例中，x＝0.4，锂源、锰源、铁源、磷源按照Li、Mn、Fe、P的物质的量比1：0.4：0.6：1混合，所制得的磷酸铁锰锂材料具有通式LiMn_0.4Fe_0.6PO₄。

除以上特征外，实施方式二中的其它优选特征同实施方式一。

优选地，正极材料中碳含量所占的质量分数为1％-10％；更优选地，正极材料中碳含量所占的质量分数为为1-4％。

本发明还提出了一种电池，包括正极、负极、电解液，所述正极包括由上述方法制备而得的正极材料。

下面通过实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

原料：0.015mol碳酸锂、0.015mol草酸亚铁、0.015mol硫酸亚铁、0.03mol磷酸二氢铵，60ml乙醇作为分散剂，80g氧化锆球作为磨球。将以上材料加入球磨机混合进行湿法球磨，湿法球磨后的浆料在90℃下干燥6h后在N₂气氛保护下以500℃，6h进行预烧，预烧的升温速率为3℃/min。预烧后的预烧产物经充分研磨后加入葡萄糖再次研磨混合，其中葡萄糖质量与预烧产物的质量比为0.1，再次放置于N₂保护气氛下以750℃，12h烧结，烧结的升温速率为3℃/min。烧结后的产物为磷酸铁锂粉体记作A1。

实施例2：

与实施例1所不同的是，原料中铁源为0.02mol草酸亚铁、0.01mol硫酸亚铁，其余部分同实施例1。得到正极材料，记作A2。

实施例3：

与实施例1所不同的是，原料中铁源为0.01mol草酸亚铁、0.02mol硫酸亚铁，其余部分同实施例1。得到正极材料，记作A3。

对比例1：

与实施例1所不同的是，原料中铁源为0.03mol草酸亚铁，其余部分同实施例1。得到正极材料，记作B1。

对比例2：

与实施例1所不同的是，原料中铁源为0.03mol硫酸亚铁，其余部分同实施例1。得到正极材料，记作B2。

实施例4：

与实施例1所不同的是，原料中葡萄糖质量与预烧产物的质量比为0.15，其他部分同实施例1。得到正极材料，记作A4。

实施例5：

与实施例2所不同的是，原料中葡萄糖质量与预烧产物的质量比为0.15，其他部分同实施例2。得到正极材料，记作A5。

实施例6：

与实施例3所不同的是，原料中葡萄糖质量与预烧产物的质量比为0.15，其他部分同实施例3。得到正极材料，记作A6。

对比例3：

与对比例1所不同的是，原料中葡萄糖质量与预烧产物的质量比为0.15，其他部分同实施例4。得到正极材料，记作B3。

对比例4：

与对比例2所不同的是，原料中葡萄糖质量与预烧产物的质量比为0.15，其他部分同实施例5。得到正极材料，记作B4。

实施例7：

与实施例1所不同的是，原料中0.02mol碳酸锂、0.016mol醋酸锰，0.012mol草酸亚铁、0.012mol硫酸亚铁、0.04mol磷酸二氢铵，其余部分同实施例1。得到正极材料，记作A7。

对比例5：

与实施例1所不同的是，原料中铁源为0.024mol草酸亚铁，其余部分同实施例1。得到正极材料，记作B5。

对比例6：

与实施例1所不同的是，原料中铁源为0.024mol硫酸亚铁，其余部分同实施例1。得到正极材料，记作B6。

实施例以及对比例各主要参数如下表1：

正极材料物相分析(XRD)：

由图1-3可以看出，在表1中序号1-10得到的最终产物均为纯相橄榄石型结构的磷酸铁锂，序号11-13得到的最终产物为磷酸铁锰锂，无明显晶相杂质存在。以上说明，混合铁盐按照不同比例均可获得纯相磷酸铁锂(磷酸铁锰锂)，且碳含量对其结构无明显影响。

正极材料形貌分析(SEM)：

由图4-8可以看出不同比例的混合铁盐对最终烧结后得到的磷酸铁锂形貌影响，其中正极材料A1采用混合铁源的比例为1:1，得到的磷酸铁锂颗粒分布最为均一，一次粒子大小为200-300nm之间；正极材料A2、A3中混合铁源比例为2:1或1:2，磷酸铁锂颗粒分布也较为均一，但存在部分团聚后的大颗粒；正极材料B1、B2中采用单一铁源，得到的磷酸铁锂颗粒大小不均一，存在严重的团聚现象。以上说明，对于磷酸铁锂材料的制备，采用混合铁源制备的材料比单一铁源制备的材料颗粒分布均一；采用混合铁源的比例为1:1时，得到的磷酸铁锂材料颗粒分布最为均一。

与上述结论相似，由图9-11也可以看出不同比例的混合铁盐对最终烧结后得到的磷酸铁锰锂形貌影响，正极材料A7采用混合铁源得到最终产物的颗粒大小最为均一。以上说明，对于磷酸铁锰锂材料的制备，同样采用混合铁源制备的材料比单一铁源制备的材料颗粒分布均一；采用混合铁源的比例为1:1时，得到的磷酸铁锰锂材料颗粒分布更为均一。

正极材料碳含量测试：

使用热重分析法对实施例1中的A1样品进行碳含量测试，测试条件为空气气氛，测试温度为20-700℃，升温速率为10℃/min，由图12可以看出，样品出现增重现象，为LiFePO₄被氧化为Li₃Fe₂(PO₄)₃和Fe₂O₃，失重为对应碳的氧化分解，由此计算出当葡萄糖与预烧产物的质量比为0.1时，A1样品中的最终包覆的碳含量质量分数为1.3％。以上说明，通过使加入碳源葡萄糖与预烧产物的质量比为0.1，可以得到碳含量质量分数在1％-4％范围内的正极材料

电池的制备：

电池类型为纽扣电池，型号为CR2032.

电解液为1mol/L六氟磷酸锂为溶质，溶剂为质量比为1：1：1的碳酸乙烯酯，碳酸二乙酯，碳酸二甲酯混合而成。

隔离膜为celgard2400聚合物薄膜。

正极片制备：将正极材料，导电剂乙炔黑，粘合剂聚偏氟乙烯按照质量比为84：8：8混合，其中聚偏氟乙烯溶解于N-甲基吡咯烷酮中，质量分数为5％，混合均匀后涂覆在铝箔上，厚度为200μm，120℃干燥6小时后，制成直径为Φ14mm的电极片。电极片活性物质负载量为4.5-5.0mg之间。负极片选用纯金属锂片。

测试电压区间：磷酸铁锂选择2.2-4.0V，磷酸铁锰锂选择2.2-4.5V。

测试电流：1C＝160mA/g。

电池组装：氩气保护下的手套箱。

电池测试温度：25±2℃

电化学性能测试：

按照上述制备流程将实施例1-6及对比例1-4制成的磷酸铁锂电极片并组装成电池进行测试，测试条件为0.2C下循环3次后更换电流大小为0.5C循环3次，最后在1C电流循环。当碳源与预烧产物的质量比为0.1时，对样品电池循环过程中第1(0.2C)，4(0.5C)，7(1C)次循环做出充放电电压曲线，如图13-17所示，可以看出实施例中使用混合铁源制备的磷酸铁锂的比容量明显高于单一铁源，且当混合铁源的物质的量比为1:1时电化学性能最佳，与其均一的颗粒形貌相对应。

实施例1-6及对比例1-4合成的样品均具有优异的循环性能，其循环性能测试条件为0.2C下循环3次后更换电流大小为1C循环50次。对实施例1-3和对比例1-2制备的磷酸铁锂循环性能作图如图18所示，当碳源与预烧产物的质量比为0.1时，草酸亚铁与硫酸亚铁的物质的量比例为1:1时电化学性能最优，0.2C首次放电比容量为158mAh/g，1C电流下首次放电比容量为144mAh/g，50次循环后比容量为142mAh/g，容量衰减率为0.04mAh/(g·次)。对实施例4-6和对比例3-4制备的磷酸铁锂循环性能作图如图19所示，当碳源与预烧产物的质量比为0.15时，草酸亚铁与硫酸亚铁的物质的量比例为1:2时电化学性能最优，0.2C首次放电比容量为156mAh/g，1C电流下首次放电比容量为144mAh/g，50次循环后比容量为143mAh/g，容量衰减率为0.02mAh/(g·次)。

实施例及对比例中合成的磷酸铁锂相关性能参数列于表2中。综合来看，使用混合铁源制备的磷酸铁锂电化学性能均优于单一铁源制备的磷酸铁锂。

表2：实施例及对比例中合成磷酸铁锂相关性能参数

图20-22为实施例7及对比例5-6制成的磷酸铁锰锂LiMn_0.4Fe_0.6PO₄的首次充放电曲线，测试条件为0.05C，可以看出使用混合铁源制备的样品首次放电比容量最高，达到144mAh/g，首次库仑效率为93％。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于：所述第一铁源和所述第二铁源分别选自草酸亚铁、草酸铁、醋酸亚铁、醋酸铁、硝酸亚铁、硝酸铁、磷酸铁、氧化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、氯化亚铁、氯化铁中的一种。

3.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于：所述第一铁源与所述第二铁源的物质的量比范围为1:2-2:1。

4.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于：所述锂源为碳酸锂、磷酸二氢锂、醋酸锂、硝酸锂、氢氧化锂、氟化锂中的至少一种；所述锰源为氯化亚锰、草酸亚锰、硫酸锰、硝酸锰、三氧化为锰、四氧化三锰、二氧化锰、氧化亚锰、醋酸锰中的至少一种；所述磷源为磷酸铵、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铁中的至少一种；所述碳源为糖类、油脂、有机酸、有机酸酯和小分子醇中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于：所述碳源与所述预烧产物的质量比范围为0.01～0.2。

6.根据权利要求1所述的正极材料的制备方法，其特征在于：所述第一铁源为草酸亚铁，所述第二铁源为硫酸亚铁。

7.根据权利要求6所述的正极材料的制备方法，其特征在于：所述碳源与所述预烧产物的质量比为0.1，所述第一铁源与所述第二铁源的物质的量比为1:1。

8.根据权利要求6所述的正极材料的制备方法，其特征在于：所述碳源与所述预烧产物的质量比为0.15，所述第一铁源与所述第二铁源的物质的量比为1:2。

9.一种正极材料，所述正极材料由权利要求1-8中的任一方法制得。

10.一种电池，包括正极、负极和电解液，所述正极包括如权利要求9所述的正极材料。