CN105098137A - 锂离子电池及其正极材料及制备方法 - Google Patents

锂离子电池及其正极材料及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种锂离子电池及其正极材料及制备方法。所述锂离子电池的正极材料由CeF3和碳复合而成，所述正极材料的化学式为CeF3/C，所述碳为多孔碳，所述CeF3位于所述多孔碳的孔内。所述锂离子电池包括：正极片，包含正极材料；负极片；隔离膜，位于正极片和负极片之间；以及电解液。其中，所述正极材料为前述锂离子电池的正极材料。本发明的锂离子电池的正极材料具有高的首次充电容量、首次放电容量、首次库伦效率以及好的循环性能。本发明的锂离子电池具有高的能量密度、好的安全性能以及低的成本。

Description

锂离子电池及其正极材料及制备方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池及其正极材料及制备方法。
背景技术
在已商业化的电池中，锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、体积小和重量轻等优点，已广泛应用于各种便携式电子产品，并成为动力电池和储能电池的首选之一。但是，锂离子电池在安全性、生产成本和能量密度等方面仍存在不足，制约了锂离子电池在先进电子设备、电动汽车以及储能领域的进一步应用。
通常，锂离子电池在过充、短路或高温等条件下，热量会在锂离子电池内部积累导致锂离子电池的内部温度升高，当温度升高至一定程度时将引起SEI膜的分解、电解液的分解放热以及正极材料的析氧放热等，此时热量在锂离子电池内部进一步积累直至发生热失控，最终导致锂离子电池燃烧或***。其中，正极材料的析氧放热是引起锂离子电池内部热失控的关键因素。此外，锂离子电池的能量密度尚不能完全满足便携式电池设备及电动汽车用动力电池的需求。其中，正极材料较低的比容量是限制锂离子电池能量密度进一步提升的关键因素之一。同时，目前商业化应用最广泛的正极材料LiCoO2由于含有元素Co而价格昂贵，不利于锂离子电池向低成本化方向发展，限制了锂离子的应用范围。因此，研究和开发结构稳定、低成本、高能量密度的正极材料是提高锂离子电池的性能的有效途径之一。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明目的在于提供一种锂离子电池及其正极材料及制备方法，所述锂离子电池的正极材料具有高的首次充电容量、首次放电容量、首次库伦效率以及好的循环性能，所述锂离子电池具有高的能量密度、好的安全性能和低的成本。
为了实现上述目的，在本发明的第一方面，本发明提供了一种锂离子电池的正极材料，所述正极材料由CeF3和碳复合而成，所述正极材料的化学式为CeF3/C，所述碳为多孔碳，所述CeF3位于所述多孔碳的孔内。
在本发明的第二方面，本发明提供了一种锂离子电池的正极材料的制备方法，用于制备根据本发明第一方面所述的正极材料，其包括步骤：(1)将铈源加入有机溶剂中，升温促进铈源溶解，得到一定浓度的铈源溶液；(2)向铈源溶液中加入一定量的多孔碳源，然后超声分散使多孔碳源均匀分散在铈源溶液中，得到第一混合物；(3)将第一混合物升温后抽真空；(4)在持续搅拌的条件下，向第一混合物中加入氟源得到第二混合物；(5)将第二混合物静置，然后经分离、无水乙醇洗涤得到CeF3/C。
在本发明的第三方面，本发明提供了一种锂离子电池，其包括：正极片，包含正极材料；负极片；隔离膜，位于正极片和负极片之间；以及电解液。其中，所述正极材料为根据本发明第一方面的锂离子电池的正极材料。
本发明的有益效果如下：
(1)在CeF3中，Ce-F键为强共价键，解离能可高达582KJ/mol，因此CeF3具有高的热稳定性，进而可提高锂离子电池的安全性能。
(2)在CeF3中，F的分子量较低，并且Ce3+可以发生多电子反应；此外，CeF3还具有高电压和高密度，其能量密度较高；虽然CeF3的电子电导率较低，但将CeF3的纳米颗粒原位生长于多孔碳的孔内，多孔碳的孔道可以限制CeF3纳米颗粒的生长，同时也可限制CeF3纳米颗粒在充放电过程中的膨胀/收缩，从而提高CeF3纳米颗粒的电子电导率，最终改善CeF3/C正极材料的电化学性能，使其具有高的首次充电容量、首次放电容量、首次库伦效率以及好的循环性能，进而还可提高锂离子电池的能量密度。
(3)由于CeF3的成本较低，仅为LiCoO2的1/20～1/10，因此锂离子电池的成本较低。
(4)由于CeF3在有机溶剂中不溶，因此无需精确调控反应体系的各种工艺参数，进而本发明的CeF3/C正极材料的制备方法简便可行，易操作，所得的CeF3/C正极材料的纯度高、电化学性能优异，适合产业化生产。
附图说明
图1为实施例1得到的CeF3/C的TEM图。
具体实施方式
下面详细说明根据本发明的锂离子电池及其正极材料及制备方法以及实施例、比较例及测试结果。
首先说明根据本发明第一方面的锂离子电池的正极材料。
根据本发明第一方面的锂离子电池的正极材料由CeF3和碳复合而成，所述正极材料的化学式为CeF3/C，所述碳为多孔碳，所述CeF3位于所述多孔碳的孔内。
在CeF3中，Ce-F键为强共价键，解离能可高达582KJ/mol，远高于LiCoO2中Co-O键的解离能384KJ/mol，因此CeF3具有高的热稳定性，即具有高安全性。同时，F的分子量较低，并且Ce3+可以发生多电子反应，因此CeF3可具有高的首次充电容量和首次放电容量。CeF3还具有高电压和高密度，其理论脱/嵌锂的电压为3.2V，密度为6.2gcm-3，计算的CeF3的能量密度可高达8.1KWh/L，远高于LiCoO2、LiFePO4和LiMn2O4。虽然CeF3的电子电导率较低，但将CeF3的纳米颗粒原位生长于多孔碳的孔内(参考图1)，可提高CeF3纳米颗粒的电子电导率，同时多孔碳的孔道可以限制CeF3纳米颗粒的生长，并限制CeF3纳米颗粒在充放电过程中的膨胀/收缩，最终改善CeF3/C正极材料的电化学性能。此外，CeF3的成本较低，仅为LiCoO2的1/20～1/10。
在根据本发明第一方面所述的锂离子电池的正极材料中，所述CeF3的粒径可为0.1nm～50nm，优选可为0.1nm～20nm。
在根据本发明第一方面所述的锂离子电池的正极材料中，所述多孔碳的孔径可为0.1nm～50nm，优选可为0.1nm～20nm。
在根据本发明第一方面所述的锂离子电池的正极材料中，所述多孔碳的比表面积可≥20m2/g，优选可为≥100m2/g。
在根据本发明第一方面所述的锂离子电池的正极材料中，所述多孔碳可选自碳纳米管、Super-P、乙炔黑、Ketjenblack碳黑、XC-72碳黑、有序介孔碳CMK-3中的一种或几种。
其次说明根据本发明第二方面的锂离子电池的正极材料的制备方法。
根据本发明第二方面的锂离子电池的正极材料的制备方法，用于制备根据本发明第一方面所述的锂离子电池的正极材料，包括步骤：(1)将铈源加入有机溶剂中，升温促进铈源溶解，得到一定浓度的铈源溶液；(2)向铈源溶液中加入一定量的多孔碳源，然后超声分散使多孔碳源均匀分散在铈源溶液中，得到第一混合物；(3)将第一混合物升温后抽真空；(4)在持续搅拌的条件下，向第一混合物中加入氟源得到第二混合物；(5)将第二混合物静置，然后经分离、无水乙醇洗涤得到CeF3/C。
本发明的CeF3/C正极材料利用多孔碳的孔道，可以限制CeF3纳米颗粒的生长，同时也可限制CeF3纳米颗粒在充放电过程中的膨胀/收缩，并提高CeF3的电子电导率，最终改善CeF3/C正极材料的电化学性能。由于CeF3在有机溶剂中不溶，因此无需精确调控反应体系的各种工艺参数即可简单快速得到纯度高、电化学性能优异的CeF3/C正极材料。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(1)中，所述铈源可选自Ce3+的氯化物、溴化物、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、草酸盐中的一种或几种。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(1)中，所述有机溶剂可选自聚乙二醇、甘油、2-苯氧基乙醇、二甘醇、二甲亚砜中的一种或几种。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，所述聚乙二醇的重均分子量可为200～600。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(1)中，所述升温的温度可为80℃～120℃。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(1)中，所述铈源溶液的浓度可为0.01M～0.5M。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(2)中，所述多孔碳源可选自碳纳米管、Super-P、乙炔黑、Ketjenblack碳黑、XC-72碳黑、有序介孔碳CMK-3中的一种或几种。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(2)中，所述多孔碳源与所述铈源的摩尔比可为(30～1.5):1。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(2)中，所述超声分散的时间可为3min～60min。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(3)中，所述升温的温度可为150℃～210℃。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(3)中，所述抽真空的时间可为0.5h～5h。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(4)中，所述氟源可选自碱金属氟化物、碱土金属氟化物、HF、NH4F中的一种或几种。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(4)中，所述搅拌的速率可为40r/min～1000r/min。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(4)中，所述氟源与所述铈源的摩尔比可为(0.9～3.1):1。
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(5)中，所述静置的时间可为12h～36h；
在根据本发明第二方面所述的锂离子电池的正极材料的制备方法中，在步骤(5)中，所述分离可为离心分离。
再次说明根据本发明第三方面的锂离子电池。
根据本发明第三方面的锂离子电池，包括：正极片，包含正极材料；负极片；隔离膜，位于正极片和负极片之间；以及电解液。所述正极材料为根据本发明第一方面的锂离子电池的正极材料。
接下来说明根据本发明的锂离子电池及其正极材料及制备方法的实施例以及对比例。
实施例1
1.制备锂离子电池的正极材料
(1)将铈源Ce(NO3)3加入重均分子量为600的溶剂聚乙二醇中，升温至80℃促进铈源溶解，得到摩尔浓度为0.01M的铈源溶液；
(2)向铈源溶液中加入与铈源Ce(NO3)3的摩尔比为1.5:1的多孔碳源碳纳米管，然后超声分散60min使多孔碳源均匀分散在铈源溶液中，得到第一混合物，其中碳纳米管的比表面积为1100m2/g，孔径10nm≤r≤50nm；
(3)将第一混合物升温至150℃后抽真空0.5h；
(4)在100r/min持续搅拌的条件下，向第一混合物中加入与铈源Ce(NO3)3的摩尔比为0.9:1的氟源NaF，得到第二混合物；
(5)将第二混合物静置12h，然后经离心分离、无水乙醇洗涤得到CeF3/C正极材料。
2.制备锂离子电池的正极片
将步骤1制备的CeF3/C正极材料、粘结剂PVDF、导电剂乙炔黑按质量比75:15:10溶于溶剂NMP中，搅拌均匀制成正极浆料，然后将正极浆料均匀涂布在13μm厚的正极集流体Al箔的正反两个表面上并烘干，得到130μm厚的正极膜片，之后经过冷压、切片、焊接极耳，得到锂离子电池的正极片。
3.制备锂离子电池的负极片
将负极材料人造石墨、粘结剂SBR/CMC、导电剂碳黑按质量比92.5:6:1.5溶于溶剂去离子水中，搅拌均匀制成负极浆料，然后将负极浆料均匀涂布在8μm厚的负极集流体铜箔的正反两个表面上并烘干，得到120μm厚的负极膜片，之后经过冷压、切片、焊接极耳，得到锂离子电池的负极片。
4.制备锂离子电池的电解液
将LiPF6与非水有机溶剂(EC:DMC＝1:1，质量比)以8:92的质量比配制而成的溶液作为锂离子电池的电解液。
5.制备锂离子电池
将正极片、隔离膜(厚度为25μm的Celgard2325聚丙烯膜)以及负极片在卷绕后，得到裸电芯，然后经过端子焊接、包装铝箔封装、注入电解液、化成、抽气成型得到锂离子电池。
实施例2
依照实施例1的方法制备锂离子电池，只是在制备锂离子电池的正极材料的步骤(即步骤1)中，
(1)将铈源Ce(NO3)3加入重均分子量为600的溶剂聚乙二醇中，升温至80℃促进铈源溶解，得到摩尔浓度为0.01M的铈源溶液；
(2)向铈源溶液中加入与铈源Ce(NO3)3的摩尔比为1.5:1的多孔碳源碳纳米管，然后超声分散60min使多孔碳源均匀分散在铈源溶液中，得到第一混合物，其中碳纳米管的比表面积为1100m2/g，孔径5nm≤r≤10nm；
(3)将第一混合物升温至150℃后抽真空0.5h；
(4)在100r/min持续搅拌的条件下，向第一混合物中加入与铈源Ce(NO3)3的摩尔比为0.9:1的氟源NaF，得到第二混合物；
(5)将第二混合物静置12h，然后经离心分离、无水乙醇洗涤得到CeF3/C正极材料。
实施例3
依照实施例1的方法制备锂离子电池，只是在制备锂离子电池的正极材料的步骤(即步骤1)中，
(1)将铈源Ce2(SO4)3加入分子量为200的溶剂聚乙二醇中，升温至100℃促进铈源溶解，得到摩尔浓度为0.5M的铈源溶液；
(2)向铈源溶液中加入与铈源Ce2(SO4)3的摩尔比为30:1的多孔碳源Ketjenblack碳黑，然后超声分散60min使多孔碳源均匀分散在铈源溶液中，得到第一混合物，其中Ketjenblack碳黑的比表面积为750m2/g，孔径0.1nm≤r≤5nm；
(3)将第一混合物升温至210℃后抽真空5h；
(4)在100r/min持续搅拌的条件下，向第一混合物中加入与铈源Ce2(SO4)3的摩尔比为3.1:1的氟源NH4F，得到第二混合物；
(5)将第二混合物静置36h，然后经离心分离、无水乙醇洗涤得到CeF3/C正极材料。
实施例4
依照实施例1的方法制备锂离子电池，只是在制备锂离子电池的正极材料的步骤(即步骤1)中，
(1)将铈源CeCl3加入溶剂甘油中，升温至120℃促进铈源溶解，得到摩尔浓度为0.5M的铈源溶液；
(2)向铈源溶液中加入与铈源CeCl3的摩尔比为3:1的多孔碳源有序介孔碳CMK-3，然后超声分散60min使多孔碳源均匀分散在铈源溶液中，得到第一混合物，其中有序介孔碳CMK-3的比表面积为1500m2/g，孔径2nm≤r≤6nm；
(3)将第一混合物升温至180℃后抽真空2h；
(4)在40r/min持续搅拌的条件下，向第一混合物中加入与铈源CeCl3的摩尔比为0.9:1的氟源KF，得到第二混合物；
(5)将第二混合物静置24h，然后经离心分离、无水乙醇洗涤得到CeF3/C正极材料。
实施例5
依照实施例1的方法制备锂离子电池，只是在制备锂离子电池的正极材料的步骤(即步骤1)中，
(1)将铈源Ce(CH3COO)3加入溶剂2-苯氧基乙醇中，升温至120℃促进铈源溶解，得到摩尔浓度为0.01M的铈源溶液；
(2)向铈源溶液中加入与铈源Ce(CH3COO)3的摩尔比为15:1的多孔碳源乙炔黑，然后超声分散3min使多孔碳源均匀分散在铈源溶液中，得到第一混合物，其中乙炔黑的比表面积为20m2/g，孔径0.1nm≤r≤2nm；
(3)将第一混合物升温至180℃后抽真空3h；
(4)在60r/min持续搅拌的条件下，向第一混合物中加入与铈源Ce(CH3COO)3的摩尔比为1.1:1的氟源HF，得到第二混合物；
(5)将第二混合物静置24h，然后经离心分离、无水乙醇洗涤得到CeF3/C正极材料。
实施例6
依照实施例1的方法制备锂离子电池，只是在制备锂离子电池的正极材料的步骤(即步骤1)中，
(1)将铈源草酸铈加入溶剂二甘醇中，升温至120℃促进铈源溶解，得到摩尔浓度为0.5M的铈源溶液；
(2)向铈源溶液中加入与铈源草酸铈的摩尔比为20:1的多孔碳源Super-P，然后超声分散60min使多孔碳源均匀分散在铈源溶液中，得到第一混合物，其中Super-P的比表面积为1500m2/g，孔径0.1≤r≤8nm；
(3)将第一混合物升温至180℃后抽真空5h；
(4)在80r/min持续搅拌的条件下，向第一混合物中加入与铈源草酸铈的摩尔比为1.1:1的氟源NaF，得到第二混合物；
(5)将第二混合物静置24h，然后经离心分离、无水乙醇洗涤得到CeF3/C正极材料。
对比例1
依照实施例1的方法制备锂离子电池，只是在制备锂离子电池的正极材料的步骤(即步骤1)中，将商业化的LiCoO2作为正极材料。
对比例2
依照实施例1的方法制备锂离子电池，只是在制备锂离子电池的正极材料的步骤(即步骤1)中，将商业化的LiFePO4作为正极材料。
对比例3
依照实施例1的方法制备锂离子电池，只是在制备锂离子电池的正极材料的步骤(即步骤1)中，将商业化的LiMn2O4作为正极材料。
最后说明根据本发明的锂离子电池及其正极材料及制备方法的测试过程以及测试结果。
(1)正极材料的性能的测试：
A正极材料的首次充电容量、首次放电容量、首次库仑效率以及循环性能测试
将实施例1-6和对比例1-3中各正极材料与导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF按质量比75:15:10混合得到浆料，将浆料均匀涂覆在铝箔上得到工作电极，以锂片为对电极，以Celgard2325聚丙烯膜为隔离膜，以1MLiPF6/EC+DMC(EC:DMC＝1:1)为电解液，在充满氩气的手套箱中组装成纽扣电池。
将上述纽扣电池在Land充放电仪上进行充放电测试(实施例1-6的充放电电压范围为1.5V～4.5V，对比例1的充放电电压范围为3.0V～4.2V，对比例2的充放电电压范围为2.0V～4.2V，对比例3的充放电电压范围为3.0V～4.3V)，充放电倍率为0.2C，由此测试得到实施例1-6和对比例1-3中各正极材料的首次充电容量、首次放电容量、首次库仑效率以及50次循环后的容量保持率。
B粒径测试
将实施例1-6和对比例1-3中各正极材料分散在乙醇中，得到悬浊液，然后取一滴悬浊液滴加至铜网上，待乙醇挥发后，采用透射电子显微镜观察并测量对比例1-3的正极材料的粒径以及实施例1-6中的CeF3的粒径。
(2)锂离子电池的性能测试
A能量密度测试
在25℃下，以0.5C恒流充电至一定电压(实施例1-6充电至4.5V，对比例1-2充电至4.2V，对比例3充电至4.3V)，之后在此电压下恒压至电流降低为0.05C，静置5min，最后以0.5C恒流放电至一定电压(实施例1-6放电至1.5V，对比例1和对比例3放电至3.0V，对比例2放电至2.0V)。
B过充性能测试
在25℃下，以0.5C恒流充电至10V，之后在此电压下恒压充电2h，观察锂离子电池的状态。
C耐高温性能测试
在25℃下，以0.5C恒流充电至一定电压(实施例1-6充电至4.5V，对比例1-2充电至4.2V，对比例3充电至4.3V)，之后在此电压下恒压充电1h，然后将该锂离子电池置于烘箱中，从25℃升温至150℃，升温速率为5℃/min，观察锂离子电池的状态。
表1给出实施例1-6和对比例1-3的参数及性能测试结果。
接下来对实施例1-6和对比例1-3的性能测试结果进行分析。
从实施例1-6和对比例1-3的对比中可以看出，本发明的CeF3/C正极材料具有高的首次充电容量、首次放电容量、首次库伦效率以及容量保持率。这是由于对比例1-3中的LiCoO2、LiFePO4、LiMn2O4正极材料最多只能发生1个电子的氧化还原反应，并且分子中含有高分子量的金属以及聚阴离子基团。而本发明的CeF3/C正极材料中CeF3含有低分子量的F，并且Ce3+可以发生多电子反应。虽然CeF3的电子电导率较低，但将CeF3的纳米颗粒原位生长于多孔碳的孔内，可提高CeF3的电子电导率，同时多孔碳的孔道可限制CeF3纳米颗粒的生长，并限制CeF3纳米颗粒在充放电过程中的膨胀/收缩。因此，所得的CeF3/C正极材料具有高的首次充电容量和首次放电容量；所得的CeF3/C正极材料具有良好的电化学反应可逆性，因此具有高的首次库仑效率；所得的CeF3/C正极材料具有高的电压和高密度，其脱/嵌锂电压接近其理论值3.2V，密度为6.2gcm-3，远高于LiCoO2(5.05gcm-3)、LiFePO4(3.52gcm-3)以及LiMn2O4(4.29gcm-3)，因此CeF3/C正极材料的能量密度可高达8.1KWh/L，远高于LiCoO2、LiFePO4和LiMn2O4。
同时，从实施例1-6和对比例1-3的对比中还可以看出，以本发明的CeF3/C正极材料制备的锂离子电池具有高的能量密度和好的安全性能。本发明的锂离子电池在过充和高温测试后均无燃烧现象，而对比例1中应用LiCoO2正极材料制备的锂离子电池在过充和高温测试后出现燃烧。这是因为在CeF3中，Ce-F键为强共价键，解离能高达582KJ/mol，远高于LiCoO2中Co-O键的解离能384KJ/mol，因此CeF3具有高的热稳定性。同时，本发明的CeF3/C正极材料不含O，不会存在因加热而释放氧气进而加剧锂离子电池内部的热量累积甚至导致出现热失控或***的问题。
从实施例1和实施例2的对比中可以看出，多孔碳的孔径越小，所得到的CeF3的粒径越小，从而正极材料的首次充电容量、首次放电容量、首次库伦效率以及容量保持率均越高。这是由于CeF3纳米颗粒原位生长于多孔碳的孔内，多孔碳的孔道可限制CeF3纳米颗粒的生长，并限制CeF3纳米颗粒在充放电过程中的膨胀/收缩，从而提高CeF3的电子电导率，最终改善正极材料的电化学性能，因此多孔碳的孔径越小，正极材料的电化学性能越好。
由于CeF3在有机溶剂中不溶，因此无需精确调控反应体系的各种工艺参数。本发明的正极材料的制备方法简便可行、易操作，所得的CeF3/C正极材料的纯度高、电化学性能优异，适合产业化生产。此外，本发明的CeF3/C正极材料不使用Co等贵金属，且CeF3的成本仅为LiCoO2的1/20～1/10，因此成本较低。

Claims (9)

1.一种锂离子电池的正极材料，其特征在于，
所述正极材料由CeF3和碳复合而成，所述正极材料的化学式为CeF3/C，所述碳为多孔碳，所述CeF3位于所述多孔碳的孔内。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池的正极材料，其特征在于，所述CeF3的粒径为0.1nm～50nm，优选为0.1nm～20nm。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池的正极材料，其特征在于，所述多孔碳的孔径为0.1nm～50nm，优选为0.1nm～20nm。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池的正极材料，其特征在于，所述多孔碳的比表面积≥20m2/g，优选为≥100m2/g。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池的正极材料，其特征在于，所述多孔碳选自碳纳米管、Super-P、乙炔黑、Ketjenblack碳黑、XC-72碳黑、有序介孔碳CMK-3中的一种或几种。
6.一种锂离子电池的正极材料的制备方法，用于制备根据权利要求1-5中任一项所述的锂离子电池的正极材料，包括步骤：
(1)将铈源加入有机溶剂中，升温促进铈源溶解，得到一定浓度的铈源溶液；
(2)向铈源溶液中加入一定量的多孔碳源，然后超声分散使多孔碳源均匀分散在铈源溶液中，得到第一混合物；
(3)将第一混合物升温后抽真空；
(4)在持续搅拌的条件下，向第一混合物中加入氟源得到第二混合物；
(5)将第二混合物静置，然后经分离、无水乙醇洗涤得到CeF3/C。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池的正极材料的制备方法，其特征在于，
所述铈源选自Ce3+的氯化物、溴化物、硝酸盐、硫酸盐、乙酸盐、草酸盐中的一种或几种；
所述多孔碳源选自碳纳米管、Super-P、乙炔黑、Ketjenblack碳黑、XC-72碳黑、有序介孔碳CMK-3中的一种或几种；
所述氟源选自碱金属氟化物、碱土金属氟化物、HF、NH4F中的一种或几种。
8.根据权利要求6所述的锂离子电池的正极材料的制备方法，其特征在于，
所述多孔碳源与所述铈源的摩尔比为(30～1.5):1；
所述氟源与所述铈源的摩尔比为(0.9～3.1):1。
9.一种锂离子电池，包括：
正极片，包含正极材料；
负极片；
隔离膜，位于正极片和负极片之间；以及
电解液；
其特征在于，
所述正极材料为权利要求1-5中任一项所述的锂离子电池的正极材料。
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