CN110943206A - 正极活性材料及其制备方法和含有该正极活性材料的电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种正极活性材料及其制备方法和含有该正极活性材料的电池，该正极活性材料包括包括核心和包覆层，所述核心含有磷酸铁锂，所述包覆层含有偏磷酸锂和碳。采用本发明提供的正极活性材料可以降低正极活性材料的活化极化和恒压断充电比例，提高电池的放电效率，倍率性能和循环性能。

Description

正极活性材料及其制备方法和含有该正极活性材料的电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体地，本发明涉及一种正极活性材料及其制备方法，本发明还涉及一种含有该正极活性材料的锂离子电池。
背景技术
磷酸盐系列的正极材料，如磷酸铁锂、磷酸锰锂以及磷酸铁锰锂等，具有安全性能好、循环稳定性高和较高的理论容量，被公认为是安全、高性价比、长寿命、环保的正极材料，因而被广泛应用于新能源汽车领域。但随着磷酸铁锂电池不断的发展、应用，越来越越多的电池应用端，对磷酸铁锂材料性能提出新的要求，材料欧姆极化，充放电循环效率等性能也成为关注的热点，材料极化严重，应用于电池时，需要更高的充电电压，而放电时电压相对较低，会存在充放电较大的电势差，产生较多的能量浪费。此外，极化严重的材料，充电时恒压段比例较长，但恒压断充电是属于小电流（低倍率）充电，而在实际应用时，更多的是短时间的大倍率充电，因此恒压段太长，可能并不符合当今的应用现实 。因此制备优异的放电效率、高循环效率的材料，成为磷酸铁锂材料应用、发展的重要方向。
为了解决上述技术问题，本领域常见的现有技术如下：
现有技术公开的包覆方法公开在磷酸铁锂前驱体表面包覆可溶性锂盐，在制备过程中，有一部分会以磷酸锂的形式存在，但不可避免的会存在未与磷酸根结合的其它形式，这部分锂源在脱水、脱碳后基本是以氧化锂形式存在，而氧化锂作为强吸水性碱性物质，对正极材料的影响和制备出的电池中的副反应可想而知，不仅会影响电池的容量问题，甚至有安全方面的风险。
因此，研究开发具有更为完全且均匀包覆结构的正极活性材料体系具有十分重要的现实意义。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的核壳结构磷酸铁锂正极活性材料至少一个技术问题，本申请提供一种包覆完全且均匀的正极活性材料能够改善电池的首次充放电效率和循环性能。
根据本发明的第一个方面，本发明提供了一种正极活性材料，该正极活性材料包括核心和包覆层，所述核心含有磷酸铁锂，所述包覆层含有偏磷酸锂和碳。
根据本发明的第二个方面，本发明提供一种正极活性材料的制备方法，步骤包括用去离子水溶解磷酸二氢锂，得到磷酸二氢锂溶液；将碳源和磷酸铁锂加入到磷酸二氢锂溶液中，混合得到磷酸铁锂、磷酸二氢锂和碳源的固液混合物；固液混合物经干燥，惰性气体保护下烧结，得到偏磷酸锂和碳复合材料包覆的磷酸铁锂。
根据本发明的第三个方面，本发明提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包括正极、负极以及设置在正极和负极之间的隔膜或固态电解质层，其中，所述正极含有的正极活性材料为本发明第一个方面所述的正极活性材料。
发明人在研究中发现，采用本申请提供的正极活性材料可明显改善电池的充放电效率、循环性能和倍率性能。分析其原因在于：将偏磷酸锂和碳源复合材料包覆在磷酸铁锂的表面，即，将分解反应得到偏磷酸锂与碳源均匀混合，偏磷酸锂在碳源中进行扩散形成导电网，将制备的正极活性材料应用在电池中，缩短了首次充放电过程中锂离子由晶格内部向外部扩散的时间，增加了电池正极中锂源与电解液的接触，直接降低了正极活性材料的活化极化，改善了电池的首次充放电效率和循环性能，尤其恒压充电比例明显下降至1%以下。
附图说明
图1是实施例1样品X射线衍射曲线；
图2是对比例1样品 X射线衍射曲线；
图3是实施例1样品SEM扫描电镜 10万倍原始图；
图4是实施例1样品SEM扫描电镜smile-View软件测试 10万倍图；具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本发明提供了一种正极活性材料，该正极活性材料包括核心和包覆层，所述核心含有磷酸铁锂，所述包覆层含有偏磷酸锂和碳。
发明人在研究中发现，采用本申请提供的正极活性材料可明显改善电池的充放电效率、循环性能和倍率性能。分析其原因在于：将偏磷酸锂和碳源复合材料包覆在磷酸铁锂的表面，即，将分解反应得到偏磷酸锂与碳源均匀混合，偏磷酸锂在碳源中进行扩散形成导电网。将制备的正极活性材料应用在电池中，缩短了首次充放电过程中锂离子由晶格内部向外部扩散的时间，增加了电池正极中锂源与电解液的接触，直接降低了正极活性材料的活化极化，改善了电池的首次充放电效率和循环性能，尤其恒压充电比例明显下降至1%以下。
优选的，正极活性材料的中位粒径为0.5~4.5μm；包覆层的平均厚度为1~20nm；进一步优选，正极活性材料的中位粒径为0.5-3.0μm；包覆层的平均厚度为1~10nm。根据“Dominocascade”模型，当磷酸盐系材料的粒径降低时，锂离子的传输通道会显著增多，说明较小的颗粒有利于锂离子的传输，较大的颗粒，锂离子的传输通道更容易被缺陷阻碍，但过小的颗粒，比表面积增大，需要更多的碳源包覆，而若包覆过多的碳源，一是使得包覆层变厚，二是磷酸铁锂的比例减少，单位容量降低，本专利经过多次实验，发现控制在以上范围，性能优益。
从进一步提高正极活性材料的充放电效率、循环性能和倍率性能的角度出发，以正极活性材料的总质量为基准，包覆层的含量优选为1.05~5.0%，更有选1.5~3%。进一步优选，以正极活性材料的总质量为基准，偏磷酸锂的含量为0.05-2%，碳的含量为1-3%，更优选偏磷酸锂的含量为0.5-1%，碳的含量为1-2%。包覆层的含量在合适的范围内，作用主要是提高电导效率和锂离子的界面传输，其包覆量一方面要不影响包覆效果的情况下，尽量减少包覆层所占比例，提高磷酸铁锂的比例，另一方面偏磷酸锂和碳源复合材料包覆在磷酸铁锂的表面，让磷酸铁锂中的锂提前在包覆材料碳中进行扩散形成导电网，将制备的正极活性材料应用在电池中，缩短了首次充放电过程中锂离子由晶格内部向外部扩散的时间，增加了电池正极中锂源与电解液的接触，直接降低了正极活性材料的活化极化，改善了电池的首次充放电效率和倍率性能等。
优选的，上述碳为原位裂解碳，碳源原位裂解时可以在磷酸铁锂表面形成均匀完全的包覆层，解决了采用非裂解型碳源作为包覆材料时，在保温烧结过程中不能将磷酸铁锂完全包覆的技术问题。且磷酸二氢锂在碳源作用下，在烧结过程中的高温条件下发生分解反应，在磷酸铁锂的表面发生生成偏磷酸锂。
本发明还提供了一种正极活性材料的制备方法，制备步骤包括用去离子水溶解磷酸二氢锂，得到磷酸二氢锂溶液；将碳源和磷酸铁锂加入到磷酸二氢锂溶液中，得到磷酸铁锂、磷酸二氢锂和碳源的固液混合物；固液混合物经干燥，惰性气体保护下烧结，得到偏磷酸锂和碳复合材料包覆的磷酸铁锂。
在本申请中将磷酸二氢锂在碳源作用下，高温时发生分解反应，在磷酸铁锂的表面发生生成偏磷酸锂，采用上述方法将偏磷酸锂和碳源复合材料包覆在磷酸铁锂的表面，即，将分解反应得到偏磷酸锂与碳源均匀混合，偏磷酸锂在包覆层中进行扩散形成导电网。后将制备的正极活性材料应用在电池中，有效缩短了首次充放电时锂离子由晶格内部向外部扩散的时间，增加了电池正极中锂源与电解液的接触，直接降低了正极活性材料的活化极化，改善电池的首次充放电效率和循环性能，尤其恒压充电比例明显下降至1%以下。
本申请中核心材料，即磷酸铁锂可以为外购，也可以依据本领域常用制备工艺制得，因磷酸铁锂属于本领域常用正极活性材料，制备方法成熟，对此不做限定。
优选的，以磷酸铁锂的质量为基准，所述磷酸二氢锂的含量为0.06~2.42%，碳源的含量为5-20%；进一步优选，磷酸二氢锂的含量为0.61~1.21%，碳源的含量为6-10%。磷酸二氢锂量和碳源的量添加太少，包覆量不够，可能会引起部分磷酸铁锂未包覆，性能提升不明显，而添加量过多在达到一定包覆量后，继续增加包覆量其效果不再明显，而是多余的包覆量，则磷酸铁锂所占比例减少，单位容量下降。
优选的，本发明采用快速干燥的方法，例如闪蒸干燥或喷雾干燥。发明人在实验中发现磷酸二氢锂和碳源的结晶温度或析出温度存在差异，若采用缓慢烘干方式磷酸二氢锂与碳源存在不均匀析出（例如，当采用葡萄糖做为碳源时，磷酸二氢锂先析出结晶，葡萄糖后析出结晶，二者的不均匀析出会影响包覆层的均匀和完整性），采用快速干燥的设备，可以减少由于干燥缓慢造成的不均匀析出，从而让其在烧结后可以形成均匀的混合包覆层。
优选的，烧结的温度为600~800℃，烧结时间为4~12h，惰性气体为氮气、氦气、氩气、氖气、氪气等中的至少一种。增加烧结温度，在保证颗粒不团聚长大的情况下，利于提高材料的结晶度，提高其性能；而在烧结过程中，其本质是原子（离子）在晶体内部扩散，若烧结时间过短，扩散不充分，效果不明显，若时间过长，超过所需的时间，则浪费资源。惰性气体的存在可以将设备中的氧气、碳源等高温分解的水蒸汽排出，防止磷酸铁锂中的二价铁被氧化成三价铁。
优选的，碳源为液态碳源和/或可溶型碳源，所述液态碳源和/或可溶型碳源选自葡萄糖、蔗糖、丙酮、吡咯烷酮、聚苯胺、聚乙二醇中的一种或几种。选用这种液态的或者可溶型的碳源，在混合磷酸铁锂、磷酸二氢锂和碳源时，可以在液-液状态下与磷酸二氢锂完全互溶混合，碳源原位裂解时可以磷酸铁锂表面形成均匀的包覆层使得经干燥后，可以均匀的将磷酸铁锂完全包覆，解决了现有技术中采用磷酸锂和碳源不互溶的包覆材料包覆磷酸铁锂，得到的核壳结构包覆不均匀、不完全的技术问题。
本发明还提供了一种锂离子电池，包括正极、负极以及设置在正极和负极之间的隔膜或固态电解质层，其中，所述正极含有本申请提供的正极活性材料。
所述正极活性材料的组成及其制备方法在前文已经进行了详细的说明，此处不再赘述。
由于负极片、正极片、隔膜的制备工艺为本领域所公知的技术，且电池的组装也为本领域所公知的技术，在此就不再赘述。
根据本发明的锂离子电池，负极可以为锂离子电池领域常用的负极材料，优选的，负极的活性材料含有锂、硅材料、碳材料中的一种或几种。
根据本发明的锂离子电池，在一种实施方式中，所述负极为锂金属片。
根据本发明的锂离子电池，在另一种实施方式中，所述负极包括负极集流体以及附着和/或填充在所述负极集流体上的活性材料、粘结剂、以及可选的导电剂。
在该实施方式中，当采用碳材料作为负极活性材料，具体的，碳材料可以选自石墨（可以为天然石墨和/或人造石墨）、石油焦、有机裂解碳、中间相碳微球、碳纤维、锡合金、硅合金中的一种或几种。
在该实施方式中，当采用硅材料作为负极活性材料，具体的，硅材料可以选自Si，SiO，SiO2，SiO x （0<x<2）中的一种或几种。
在该实施方式中，当采用硅材料和碳材料复合（以下简称硅碳复合材料）作为负极活性材料，具体的，硅碳复合材料可以是以硅材料为核心，碳材料包覆在核心的表面；也可以是以碳材料为核心，硅材料包覆在核心的表面；还可以是将硅材料和碳材料简单的物理混合。所述，硅材料选自Si，SiO，SiO2，SiO x （0<x<2）中的一种或几种；碳材料选自石墨（可以为天然石墨和/或人造石墨）、石油焦、有机裂解碳、中间相碳微球、碳纤维、锡合金、硅合金中的一种或几种。
根据本发明的锂离子电池，隔膜或固态电解质层设置于正极和负极之间，具有电绝缘性能和液体保持性能，并与正极、负极和正极活性材料一起密封在电池壳体中。优选的，隔膜的材质可以为聚丙烯、聚乙烯、玻璃纤维、维尼纶和尼龙中的一种或几种的复合隔膜。优选地，所述隔膜为聚乙烯和聚丙烯复合隔膜。优选的，固态电解质层可以为现有的石榴石，硫系固态电解质，类型可以是陶瓷电解质，玻璃电解质，玻璃-陶瓷电解质。其优点是它们有较高的离子电导率。
以下结合具体实施例对本发明的正极活性材料及含有该正极活性材料的锂离子电池作进一步说明。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。实施例及对比例中所采用原料均通过商购得到。
实施例1
取2.25g磷酸二氢锂（烧结后可得偏磷酸质量比为1%）溶于200g去离子水中，得到磷酸二氢锂溶液；加入225g磷酸铁锂和10.94g葡萄糖（烧结后碳含量为1%），充分混合得到三者的固液混合物，将固液混合物置于干燥箱中氮气保护80℃干燥，然后在氮气保护下于770℃保温烧4h，冷却取出后，将取出的样品用气碎机进行破碎，得到偏磷酸锂和碳复合材料包覆的磷酸铁锂。
实施例2
取5.28g磷酸二氢锂（烧结后可得偏磷酸质量比为2%）溶于300g去离子水中，得到磷酸二氢锂溶液；加入210g磷酸铁锂和31.84g蔗糖（烧结后碳含量为3%），充分混合得到三者的固液混合物，将三者的固液混合物置于干燥箱中氮气保护80℃干燥，然后在氮气保护下于600℃保温烧12h，冷却取出后，将取出的样品用气碎机进行破碎，得到偏磷酸锂和碳复合材料包覆的磷酸铁锂。
实施例3
取0.13g磷酸二氢锂（烧结后可得偏磷酸质量比为0.05%）溶于200g去离子水中，得到磷酸二氢锂溶液；加入210g磷酸铁锂和10.39g葡萄糖（烧结后碳含量为1%），充分混合得到三者的固液混合物，将固液混合物置于干燥箱中氮气保护80℃干燥，然后在氮气保护下于700℃保温烧10h，冷却取出后，将取出的样品用气碎机进行破碎，得到偏磷酸锂和碳复合材料包覆的磷酸铁锂。
对比例1
将264g磷酸铁锂半成品，取39.6g葡萄糖（质量比为1：0.10进行包覆，烧结后碳含量为3%）溶于去离子水中后对半成品进行包覆，将包覆后的磷酸铁锂置于干燥箱中氮气保护80℃烘干，将烘干好的管式烧结炉中，在氮气保护下于770℃保温烧4h，冷却取出后，将取出的样品用气碎机进行破碎，得实施例的磷酸铁锂正极材料。
对比例2
取5.28g磷酸二氢锂（烧结后可得偏磷酸质量比为2%）和210g磷酸铁锂溶于300g去离子水中，混匀后在氮气保护下烧结，烧结温度为600℃，烧结时间为12h，冷却取出后，加入31.84g蔗糖并溶于300g去离子水，将包覆后的磷酸铁锂置于干燥箱中氮气保护80℃烘干，将烘干好的管式烧结炉中，在氮气保护下烧结，烧结温度为750℃，烧结时间为6h，冷却取出后，将取出的样品用气碎机进行破碎，得到磷酸铁锂表面包覆偏磷酸锂，偏磷酸锂表面包覆碳的两层包覆复合材料。
对比例3
设计一种分子式为Li Fe0.9Mn0.1PO4-Li3PO4/C；其中制备过程，包括以下步骤：称取1mol磷酸铁前驱体Fe0.9Mn0.1PO4，1mol磷酸二氢锂溶液、400g去离子水，置于高速分散机中，分散、混匀成浆料，将混合均匀的浆料在105℃下进行喷雾干燥，称取0.9mol干燥好的样品、0.9mol氢氧化锂和14.68g葡萄糖，加入高速混合机中混合1h，将混合好的样品置于管式烧结炉中，在氮气保护下烧结，烧结温度为750℃，烧结时间为8h，冷却后取出。将取出的样品用气碎机进行破碎，得包覆型磷酸铁锂Li Fe0.9Mn0.1PO4-Li3PO4/C。
在对比例3中，磷酸二氢锂与氢氧化锂在混合时，优先发生酸碱中和反应，与实施例中的磷酸二氢锂在碳源作用下高温时发生分解反应不同，因此制备的产物也不同。
性能测试
（1）锂电池的制备及测试方法
分别将实施例1~实施例3和对比例1~对比例3得到的正极活性材料、碳纳米管、聚偏氟乙烯按照质量比为96：2：2溶于N甲基吡咯烷酮中，并将搅拌均匀后得到的浆料涂敷在铝箔上，并在110℃士1℃下烘烤，分别得到7个正极片。以锂片作为负极片，隔膜为聚丙烯，以1mol/L的LiPF6/EC-DMC-EMC(1:1:1)为电解液，在充满氩气的手套箱中密封，分别制成7个CR2032型纽扣电池，将装好的电池样品进行一下测试，测试结果见表1。
用新威CT-3008电池检测系统进行首次充放电、循环性能和倍率性能测试。
首次充放电测试：磷酸铁锂先以0.08c进行恒流充电，充电电压范围为2.5~4.35V，0.08c放电至2.5V。
循环性能测试：常温下，磷酸铁锂0.1c先恒流充电2.5~4.35V，以1C倍率继续循环放电，循环至50次。
倍率放电性能测试：常温下，以0.1c 先恒流充电2.5~4.35V，5C倍率放电至2.5V。
其中，首次放电效率、5C倍率放电效率和充电恒压断比例的计算公式分别如下：
放电效率=（放电容量/充电容量）*100%
恒压断比例=（恒压充电容量/充电容量）*100%
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE002
。
由表1的测试结果可知，实施例中充电恒压段比例最高值为0.82%，对比例中充电恒压段比例最低值为1.46%，与对比例相比，含有本申请所述正极活性材料的锂电池的充电恒压段比例明显降低，首次放电效率在99.5%以上，循环效果和5c放电倍率优异。说明将偏磷酸锂和碳源复合材料包覆在磷酸铁锂的表面，即，将分解反应得到偏磷酸锂与碳源均匀混合，偏磷酸锂在碳源中进行扩散形成导电网，有效缩短了首次充放电过程中锂离子由晶格内部向外部扩散的时间，即，采用本发明提供的正极活性材料可以降低正极活性材料的活化极化和恒压断充电比例，提高电池的放电效率，倍率性能和循环性能。
（2）包覆层的平均厚度测试
测试设备：蔡司 GeminSEM 300；
测试方法：将实施例1~实施例3和对比例1~对比例3正极活性材料样品，分别独立的分散在沾有导电胶的样品座上，固定与扫描电镜样品仓内。（属于SEM测试公知型），其中，图3所示的是实施例1正极活性材料样品的SEM测试原始图，图3中颗粒分散，复合包覆层基本将磷酸铁锂完好包覆，除磷酸铁锂基体以及复合包覆层外，图中不存在其它明显的物质，偏磷酸锂和碳的复合层均匀的将磷酸铁锂包覆，图4所示的是图3通过软件smile-View处理测量包覆层的平均厚度。图4给出包覆层的平均厚度基本在1~20nm之间，通过对包覆层的平均厚度测量20个数据，计算包覆层的平均厚度。测试结果见表2。
（3）碳含量检测
测试设备：高频红外碳硫分析仪
测试方法：采用红外碳硫吸附法，先分别称取0.2~0.25g实施例1~实施例3和对比例1~对比例3烧结制备的正极活性材料样品于钢玉坩埚中，分别加入1.6~1.7g钨助熔剂，置于高频红外碳硫分析仪中测试。测试结果见表2。
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE004
。
从表2的实施例可以看出，碳含量的增加，会引起平均包覆层厚度的增加，可通过控制碳含量来控制平均包覆层厚度，使得偏磷酸锂与碳源均匀混合的形成均匀和完全的包覆层。
（3）激光粒度测试正极活性材料的粒径
测试设备：马尔文MS3000激光粒度测试仪。
测试方法：采用静态光散射法，分别用容器称取0.5g实施例1~实施例3和对比例1~对比例3经烧结好的正极活性材料样品，置于大于10g酒精中，超声分散大于5min后，用激光粒度仪测试正极活性材料的粒径，测试结果见表3。
表3
Figure DEST_PATH_IMAGE006
。
从表3可以看出，正极活性材料的中位粒径为 0.5~4.5μm，粒径基本分布良好，并未出现异常尺寸颗粒，说明这种复合包覆虽然在高温时，存在分解反应但基本不涉及磷酸铁锂基体，不存在因分解反应引起的粒径变化，仅是包覆层中的分解，尺寸相对较可控。D50：一个样品的累计粒度分布百分数达到50%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%，D50也叫中位粒径或中值粒径。D50常用来表示粉体的平均粒度。
（5）XRD检测曲线
测试设备：X射线粉末衍射仪，样品处理和样品测试属于粉末样品公知检测。
如图1所示，实施例1XRD衍射曲线上在2theta为30.3±0.5°处，存在偏磷酸锂峰的存在。如图2所示，对比例1XRD衍射曲线上在2theta为30.3±0.5°处，基本光滑，无偏磷酸锂峰的存在。说明磷酸二氢锂与碳源复合在高温分解后得到的复合包覆磷酸铁锂中含有偏磷酸锂。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种正极活性材料，其特征在于，该正极活性材料包括核心和包覆层，所述核心含有磷酸铁锂，所述包覆层含有偏磷酸锂和碳。
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料的中位粒径为0.5~4.5μm；所述包覆层的平均厚度为1~20nm。
3.根据权利要求2所述的正极活性材料，其特征在于，以正极活性材料的总质量为基准，所述偏磷酸锂的含量为0.05-2%；所述碳的含量为1-3%。
4.根据权利要求3所述的正极活性材料，其特征在于，所述碳为原位裂解碳。
5.一种正极活性材料的制备方法，其特征在于，用去离子水溶解磷酸二氢锂，得到磷酸二氢锂溶液；将碳源和磷酸铁锂加入到磷酸二氢锂溶液中，得到磷酸铁锂、磷酸二氢锂和碳源的固液混合物固液混合物；固液混合物经干燥，惰性气体保护下烧结，得到偏磷酸锂和碳复合材料包覆的磷酸铁锂。
6.根据权利要求5所述的正极活性材料，其特征在于，以磷酸铁锂的质量为基准，所述磷酸二氢锂的含量为0.06~2.42%，所述碳源的含量为5-20%。
7.根据权利要求5所述的正极活性材料，其特征在于，所述干燥的方法为闪蒸干燥或喷雾干燥。
8.根据权利要求5所述的正极活性材料，其特征在于，所述烧结的温度为600~800℃，烧结时间为4~12h，惰性气体为氮气、氦气、氩气、氖气、氪气等中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的正极活性材料，其特征在于，所述碳源为液态碳源和/或可溶型碳源，所述液态碳源和/或可溶型碳源选自葡萄糖、蔗糖、丙酮、吡咯烷酮、聚苯胺、聚乙二醇中的一种或几种。
10.一种锂离子电池，包括正极、负极以及设置在正极和负极之间的隔膜或固态电解质层，其特征在于，所述正极含有权利要求1-9中任意一项所述的正极活性材料。
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