CN102664267B - 共掺杂的磷酸钒锂正极材料及其应用 - Google Patents
共掺杂的磷酸钒锂正极材料及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种共掺杂的磷酸钒锂正极材料及其应用，所述共掺杂的磷酸钒锂正极材料的制备方法为：以锂源、钠源、钒源、铈源、磷源、氯源和有机酸络合剂为原料或者以锂源、钠源、钒源、磷源、氯源和有机酸络合剂为原料，经溶胶-凝胶过程得到蓝色凝胶，蓝色凝胶干燥得到蓝色前驱体，蓝色前驱体在化学惰性气体的保护下先于100-400℃保温5-15h，再在500-800℃下烧结5-10h，冷却后即得共掺杂的磷酸钒锂正极材料；所述锂源、钠源、钒源、铈源、磷源和氯源按照Li∶Na∶V∶Ce∶PO4∶Cl的摩尔比为2.96∶0.04∶(2-x)∶x∶2.99∶0.03投料，其中0≤x≤0.1。本发明制得的共掺杂的磷酸钒锂正极材料颗粒均匀、电导率高、放电容量高、循环性能优异、大倍率放电性能好，适于作为锂离子电池正极材料。
Description
技术领域：
本发明涉及一种共掺杂的磷酸钒锂正极材料及其应用，尤其是一种Na+、Cl-二元共掺杂或Na+、Ce3+、Cl-三元共掺杂的磷酸钒锂正极材料及其在锂离子电池中的应用。
背景技术：
近年来随着电子设备、移动通信和电动汽车等行业的飞速发展，对锂离子电池的需求与日俱增，这也对锂离子电池正极材料提出了新的要求。在目前已经开发的正极材料中，钴酸锂(LiCoO2)性能优良，已经普遍应用于小型便携式电子设备，但钴属于战备资源，价格昂贵，且安全性能不佳，限制了其在电动汽车领域的应用，其他的层状材料诸如镍酸锂(LiNiO2)和镍钴锰三元材料则因为制备困难和原料价格浮动大等因素导致商业化前景不明朗。尖晶石结构化合物锰酸锂(LiMn2O4)价格便宜，制备容易，安全性好；但其充放电过程中结构会逐渐改变，且在高温下(大于55℃)容易溶出Mn3+，导致容量衰减严重。聚阴离子正极材料(主要是磷酸铁锂和磷酸钒锂)由于结构稳定且不存在高温使用安全性的问题，逐渐受到人们的密切关注。磷酸铁锂(LiFePO4)理论容量达到170mAh/g，循环性能优异，安全性能好，目前成为研究的热点，但低温性能差、工作电压低、电导率低等缺点也极大地阻碍了其在电动汽车领域的应用。
另一种聚阴离子正极材料磷酸钒锂Li3V2(PO4)3则具有很高的理论比容量197mAh/g，其可逆容量可达170mAh/g以上。此外该材料还具有放电电位平台较高(平均放电电压平台约为4.0V)、低温性能和热稳定性优异、使用安全、循环稳定性能优良、成本较低等优势，因此备受研究者关注。然而，同磷酸铁锂一样，Li3V2(PO4)3也存在即低电导率的问题，这个缺陷必须靠某些针对性的材料处理过程包括碳包覆或元素掺杂等来克服。目前文献报道的Li3V2(PO4)3的合成方法主要是固相法包括高温碳热还原法和氢气还原法，这两种方法工艺简单但都存在合成的材料粒径不均匀的问题，此外氢气还原法还存在安全隐患，这些因素不利于工业化生产。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种颗粒均匀、电导率高、放电容量高、循环性能优异、大倍率放电性能好的共掺杂的磷酸钒锂正极材料。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种共掺杂的磷酸钒锂正极材料，其制备方法包括下列步骤：以锂源、钠源、钒源、铈源、磷源、氯源和有机酸络合剂为原料或者以锂源、钠源、钒源、磷源、氯源和有机酸络合剂为原料，经溶胶-凝胶过程得到蓝色凝胶，蓝色凝胶干燥得到蓝色前驱体，蓝色前驱体在化学惰性气体的保护下先于100-400℃保温5-15h，再在500-800℃下烧结5-10h，冷却后即得共掺杂的磷酸钒锂正极材料；所述锂源、钠源、钒源、铈源、磷源和氯源按照Li∶Na∶V∶Ce∶PO4∶Cl的摩尔比为2.96∶0.04∶(2-x)∶x∶2.99∶0.03投料，其中0≤x≤0.1；所述有机酸络合剂的摩尔用量为钒元素摩尔量的1～3倍，优选为2倍。
进一步，所述锂源选自下列一种或任意几种任意比例的组合：氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂或者草酸锂；所述钠源选自下列一种或任意几种任意比例的组合：草酸钠、碳酸钠或者醋酸钠；所述钒源选自下列一种或任意几种任意比例的组合：五氧化二钒或者偏钒酸铵；所述铈源选自下列一种或任意几种任意比例的组合：二氧化铈、醋酸铈、氯化铈或者草酸铈；所述磷源选自下列一种或两种任意比例的组合：磷酸二氢铵或者磷酸氢二铵；所述氯源选自下列一种或两种任意比例的组合：氯化铵或者氯化钠；所述有机酸络合剂选自下列一种或两种任意比例的组合：草酸、柠檬酸或者抗坏血酸。
进一步，所述溶胶-凝胶过程按照如下进行：将原料在水中混合均匀，搅拌2-10小时后静置陈化5～15小时，得到蓝色溶胶；蓝色溶胶加热至60～120℃除去大部分水分，得到蓝色凝胶。
更进一步，所述的将原料在水中混合，优选按照如下方式进行：先配制1～5mol/L(优选为3～4mol/L)钒源的水溶液以及除钒源和有机酸络合剂外的其他原料的混合水溶液，其中混合水溶液中锂源的浓度为4～10mol/L(优选为5～6mol/L)，然后将除钒源和有机酸络合剂外的其他原料的混合水溶液缓缓注入钒源的水溶液中，混合均匀后再加入有机酸络合剂。
进一步，所述的蓝色凝胶的干燥按照如下进行：蓝色凝胶于100～200℃烘焙5～15h后，得到蓝色前驱体。
进一步，所述的蓝色前驱体在惰性气体保护下，以1-20℃/min的速率升温至200-400℃后恒温2-10h，然后以1-20℃/min的速率升温至500-800℃焙烧5-10h。
更进一步，所述的蓝色前驱体在惰性气体保护下，以5～10℃/min的速率升温至300-400℃后恒温3-5h，然后以10-20℃/min的速率升温至700-800℃焙烧6-7h。
再进一步，所述的蓝色前驱体在惰性气体保护下，以5℃/min的速率升温至350℃后恒温4h，然后以10-20℃/min的速率升温至750℃焙烧6h。
本发明所述的化学惰性气体为不与反应体系起作用的气体，优选为氩气或者氮气。
本发明所述的三元共掺杂的磷酸钒锂正极材料可作为锂离子电池正极材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
(1)本发明采用溶胶凝胶法结合两步煅烧工艺制备共掺杂的磷酸钒锂正极材料，生成的样品粒径均匀，溶胶凝胶法中所用的有机酸络合剂在高温分解后形成无定形碳包覆在Li3V2(PO4)3表面，加之Na+和Cl-或者Na+、Ce3+和Cl-的协同掺杂，最大限度的提高了Li3V2(PO4)3的电导率，电化学性能得到较大改善，放电容量高，循环性能优异，大倍率放电性能好。
(2)本发明共掺杂的磷酸钒锂正极材料的制备方法烧结温度低，成本低廉，工艺简单，产业化前景明朗。
附图说明
图1中的a-e分别是实施例1-5所得样品的扫描电镜图：(a)实施例1；(b)实施例2；(c)实施例3；(d)实施例4；(e)实施例5；如图所示，随着掺杂量的提高，样品颗粒逐渐减小，粒径分布也趋于均匀。
图1中的f是实施例3所得样品的透射电镜图，显示样品颗粒表面均匀的包覆的碳层。
具体实施方式：
下面以具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明的保护范围不限于此：
实施例1：
将0.200mol NH4VO3单独配成1mol/L的溶液，再将0.296mol LiAc·2H2O、0.299molNH4H2PO4、0.003molNH4Cl和0.002molNa2C2O4于50mL水中混合均匀，将上述混合溶液缓缓注入NH4VO3溶液中，磁力搅拌30min，待混合均匀后，向其中逐滴加入草酸含量为0.400mol的饱和草酸溶液，磁力搅拌5h后静置陈化12h，得到蓝色溶胶，将溶胶于80℃水浴锅中恒温水浴，待水分大部除去，得到蓝色凝胶，将该凝胶于烘箱中110℃烘焙10h后得到蓝色蓬松状前驱体，将前驱体研磨成粉末后置于管式炉中，在氮气气氛下，以5℃/min的速率快速升温至350℃后恒温4h，除去NH3和H2O等小分子组分，然后以1℃/min的速率升温至750℃焙烧6h，得到名义组成为Li2.96Na0.04V2(PO4)2.99Cl0.03的复合材料粉末。
所得的粉末经XRD分析，并和纯相的Li3V2(PO4)3进行比对，发现两者峰形完全一致，并无杂相出现，说明少量掺杂的元素进入到磷酸钒锂主体结构中了；透射电镜图显示样品颗粒表面均匀包覆有碳层；扫描电镜图(图1a)显示颗粒分布较为均匀。
将复合材料Li2.96Na0.04V2(PO4)2.99Cl0.03在红外压片机上压片后，用四探针电阻率/方阻测试仪(M123301)测出材料的电导率，结果见表1。
将复合材料Li2.96Na0.04V2(PO4)2.99Cl0.03粉末、乙炔黑、PVDF按质量比8∶1∶1的比例(总质量0.5g)，溶于适量1-甲基-2吡咯烷酮中，混合均匀后成浆状涂于铝箔上，真空烘干制成正极片。将烘干的电极片切片后准确称量其质量，作为电池正极。同时以锂片为对电极，微孔状聚乙烯为隔膜，1.0mol/L LiPF6+DMC为电解液，在充满氩气的手套箱中用压片机装配成扣式电池，陈化时间8小时。
在3.0V～4.3V电压范围内，对电池进行恒流充放电循环测试。在25℃±2℃温度下分别以0.2C(26.4mA·g-1)，0.5C(66mA·g-1)，1C(132mA·g-1)，2C(264mA·g-1)和5C(660mA·g-1)倍率充放电，测量组成的锂离子电池的充放电性能和高倍率充放电性能，结果如表2所示。
实施例2：
将0.197mol NH4VO3单独配成2mol/L的溶液，再将0.296mol LiAc·2H2O、0.299molNH4H2PO4、0.003molNH4Cl、0.002molNa2C2O4和0.003molCe(Ac)3于50mL水中混合均匀，将上述混合溶液缓缓注入NH4VO3溶液中，磁力搅拌30min，待混合均匀后，向其中逐滴加入草酸含量为0.394mol的草酸饱和溶液，磁力搅拌5h后静置陈化12h，得到蓝色溶胶，将溶胶于80℃水浴锅中恒温水浴，待水分大部除去，得到蓝色凝胶，将该凝胶于烘箱中110℃烘焙10h后得到蓝色蓬松状前驱体，将前驱体研磨成粉末后置于管式炉中，在氮气气氛下，以5℃/min的速率快速升温至350℃后恒温4h，除去NH3和H2O等小分子组分，然后以5℃/min的速率升温至750℃焙烧6h，得到名义组成为Li2.96Na0.04V1.97Ce0.03(PO4)2.99Cl0.03的复合材料粉末。
所得的粉末经XRD分析，并和纯相的Li3V2(PO4)3进行比对，发现两者峰形完全一致，并无杂相出现，说明少量掺杂的元素进入到磷酸钒锂主体结构中了；透射电镜图显示样品颗粒表面均匀包覆有碳层；扫描电镜图(图1b)显示颗粒分布较为均匀。
将复合材料Li2.96Na0.04V1.97Ce0.03(PO4)2.99Cl0.03在红外压片机上压片后，用四探针电阻率/方阻测试仪(M123301)测出材料的电导率，结果见表1。
将复合材料Li2.96Na0.04V1.97Ce0.03(PO4)2.99Cl0.03粉末、乙炔黑、PVDF按质量比8∶1∶1的比例(总质量0.5g)，溶于适量1-甲基-2吡咯烷酮中，混合均匀后成浆状涂于铝箔上，真空烘干制成正极片。将烘干的电极片敲出后准确称量其质量，作为电池正极。同时以锂片为对电极，微孔状聚乙烯为隔膜，1.0mol/L LiPF6+DMC为电解液，在充满氩气的手套箱中用压片机装配成扣式电池，陈化时间8小时。
在3.0V～4.3V电压范围内，对电池进行恒流充放电循环测试。在25℃±2℃温度下分别以0.2C(26.4mA·g-1)，0.5C(66mA·g-1)，1C(132mA·g-1)，2C(264mA·g-1)和5C(660mA·g-1)倍率充放电，测量组成的锂离子电池的充放电性能和高倍率充放电性能，结果如表2所示。
实施例3：
将0.195mol NH4VO3单独配成3mol/L的溶液，再将0.296mol LiAc·2H2O、0.300molNH4H2PO4、0.003molNH4Cl、0.002molNa2C2O4和0.005molCe(Ac)3于50mL水中混合均匀，将上述混合溶液缓缓注入NH4VO3溶液中，磁力搅拌30min，待混合均匀后，向其中逐滴加入草酸含量为0.390mol的草酸饱和溶液，磁力搅拌5h后静置陈化12h，得到蓝色溶胶，将溶胶于80℃水浴锅中恒温水浴，待水分大部除去，得到蓝色凝胶，将该凝胶于烘箱中110℃烘焙10h后得到蓝色蓬松状前驱体，将前驱体研磨成粉末后置于管式炉中，在氮气气氛下，以10℃/min的速率快速升温至350℃后恒温4h，除去NH3和H2O等小分子组分，然后以10℃/min 的速率升温至750℃焙烧6h，得到名义组成为Li2.96Na0.04V1.95Ce0.05(PO4)2.99Cl0.03的复合材料粉末。
所得的粉末经XRD分析，并和纯相的Li3V2(PO4)3进行比对，发现两者峰形完全一致，并无杂相出现，说明少量掺杂的元素进入到磷酸钒锂主体结构中了；透射电镜图(图1f)显示样品颗粒表面均匀包覆有碳层；扫描电镜图(图1c)显示颗粒分布较为均匀。
将复合材料Li2.96Na0.04V1.95Ce0.05(PO4)2.99Cl0.03在红外压片机上压片后，用四探针电阻率/方阻测试仪(M123301)测出材料的电导率，结果见表1。
将复合材料Li2.96Na0.04V1.95Ce0.05(PO4)2.99Cl0.03粉末、乙炔黑、PVDF按质量比8∶1∶1的比例(总质量0.5g)，溶于适量1-甲基-2吡咯烷酮中，混合均匀后成浆状涂于铝箔上，真空烘干制成正极片。将烘干的电极片敲出后准确称量其质量，作为电池正极。同时以锂片为对电极，微孔状聚乙烯为隔膜，1.0mol/L LiPF6+DMC为电解液，在充满氩气的手套箱中用压片机装配成扣式电池，陈化时间8小时。
在3.0V～4.3V电压范围内，对电池进行恒流充放电循环测试。在25℃±2℃温度下分别以0.2C(26.4mA·g-1)，0.5C(66mA·g-1)，1C(132mA·g-1)，2C(264mA·g-1)和5C(660mA·g-1)倍率充放电，测量组成的锂离子电池的充放电性能和高倍率充放电性能，结果如表2所示。
实施例4：
将0.193mol NH4VO3单独配成4mol/L的溶液，再将0.296mol LiAc·2H2O、0.300molNH4H2PO4、0.003mol NH4Cl、0.002mol Na2C2O4和0.007molCe(Ac)3于50mL水中混合均匀，将上述混合溶液缓缓注入NH4VO3溶液中，磁力搅拌30min，待混合均匀后，向其中逐滴加入草酸含量为0.386mol的草酸饱和溶液，磁力搅拌5h后静置陈化12h，得到蓝色溶胶，将溶胶于80℃水浴锅中恒温水浴，待水分大部除去，得到蓝色凝胶，将该凝胶于烘箱中110℃烘焙10h后得到蓝色蓬松状前驱体，将前驱体研磨成粉末后置于管式炉中，在氮气气氛下，以15℃/min的速率快速升温至350℃后恒温4h，除去NH3和H2O等小分子组分，然后以15℃/min的速率升温至750℃焙烧6h，得到名义组成为Li2.96Na0.04V1.93Ce0.07(PO4)2.99Cl0.03的复合材料粉末。
所得的粉末经XRD分析，并和纯相的Li3V2(PO4)3进行比对，发现两者峰形完全一致，并无杂相出现，说明少量掺杂的元素进入到磷酸钒锂主体结构中了；透射电镜图显示样品颗粒表面均匀包覆有碳层；扫描电镜图(图1d)显示颗粒分布较为均匀。
将复合材料Li2.96Na0.04V1.93Ce0.07(PO4)2.99Cl0.03在红外压片机上压片后，用四探针电阻率/方阻测试仪(M123301)测出材料的电导率，结果见表1。
将复合材料Li2.96Na0.04V1.93Ce0.07(PO4)2.99Cl0.03粉末、乙炔黑、PVDF按质量比8∶1∶1的比例(总质量0.5g)，溶于适量1-甲基-2吡咯烷酮中，混合均匀后成浆状涂于铝箔上，真空烘干制成正极片。将烘干的电极片敲出后准确称量其质量，作为电池正极。同时以锂片为对电极，微孔状聚乙烯为隔膜，1.0mol/L LiPF6+DMC为电解液，在充满氩气的手套箱中用压片机装配成扣式电池，陈化时间8小时。
在3.0V～4.3V电压范围内，对电池进行恒流充放电循环测试。在25℃±2℃温度下分别以0.2C(26.4mA·g-1)，0.5C(66mA·g-1)，1C(132mA·g-1)，2C(264mA·g-1)和5C(660mA·g-1)倍率充放电，测量组成的锂离子电池的充放电性能和高倍率充放电性能，结果如表2所示。
实施例5：
将0.190mol NH4VO3单独配成5mol/L的溶液，再将0.296mol LiAc·2H2O、0.300molNH4H2PO4、0.003mol NH4Cl、0.002mol Na2C2O4和0.010molCe(Ac)3于50mL水中混合均匀，将上述混合溶液缓缓注入NH4VO3溶液中，磁力搅拌30min，待混合均匀后，向其中逐滴加入含量为0.380mol的草酸饱和溶液，磁力搅拌5h后静置陈化12h，得到蓝色溶胶，将溶胶于80℃水浴锅中恒温水浴，待水分大部除去，得到蓝色凝胶，将该凝胶于烘箱中110℃烘焙10h后得到蓝色蓬松状前驱体，将前驱体研磨成粉末后置于管式炉中，在氮气气氛下，以20℃/min的速率快速升温至350℃后恒温4h，除去NH3和H2O等小分子组分，然后以20℃/min的速率升温至750℃焙烧6h，得到名义组成为Li2.96Na0.04V1.90Ce0.10(PO4)2.99Cl0.03的复合材料粉末。
所得的粉末经XRD分析，并和纯相的Li3V2(PO4)3进行比对，发现两者峰形完全一致，并无杂相出现，说明少量掺杂的元素进入到磷酸钒锂主体结构中了；透射电镜图显示样品颗粒表面均匀包覆有碳层；扫描电镜图(图1e)显示颗粒分布较为均匀。
将复合材料Li2.96Na0.04V1.90Ce0.10(PO4)2.99Cl0.03在红外压片机上压片后，用四探针电阻率/方阻测试仪(M123301)测出材料的电导率，结果见表1。
将复合材料Li2.96Na0.04V1.90Ce0.10(PO4)2.99Cl0.03粉末、乙炔黑、PVDF按质量比8∶1∶1的比例(总质量0.5g)，溶于适量1-甲基-2吡咯烷酮中，混合均匀后成浆状涂于铝箔上，真空烘干制成正极片。将烘干的电极片敲出后准确称量其质量，作为电池正极。同时以锂片为对电极，微孔状聚乙烯为隔膜，1.0mol/L LiPF6+DMC为电解液，在充满氩气的手套箱中用压片机装配成扣式电池，陈化时间8小时。
在3.0V～4.3V电压范围内，对电池进行恒流充放电循环测试。在25℃±2℃温度下分别以0.2C(26.4mA·g-1)，0.5C(66mA·g-1)，1C(132mA·g-1)，2C(264mA·g-1)和5C(660mA·g-1)倍率充放电，测量组成的锂离子电池的充放电性能和高倍率充放电性能，结果如表2所示。对比实施例：未掺杂的磷酸钒锂
将0.2mol NH4VO3单独配成4mol/L的溶液，再将0.3mol LiAc·2H2O、0.300mol NH4H2PO4于50mL水中混合均匀，将上述混合溶液缓缓注入NH4VO3溶液中，磁力搅拌5h后静置陈化12h，得到蓝色溶胶，将溶胶于80℃水浴锅中恒温水浴，待水分大部除去，得到蓝色凝胶，将该凝胶于烘箱中110℃烘焙10h后得到蓝色蓬松状前驱体，将前驱体研磨成粉末后置于管式炉中，在氮气气氛下，以5℃/min的速率快速升温至350℃后恒温4h，除去NH3和H2O等小分子组分，然后以5℃/min的速率升温至750℃焙烧6h，得到名义组成为Li3V2(PO4)3的复合材料粉末。将复合材料Li3V2(PO4)3在红外压片机上压片后，用四探针电阻率/方阻测试仪(M123301)测出材料的电导率，结果见表1。
表1.样品的电导率
表2.样品的电化学性能
注：理论容量132mAh/g
根据实施例结果，采用本发明制得的共掺杂的复合正极材料作为锂离子电池正极材料，具有以下优点：
①电导率高。相比于未掺杂的Li3V2(PO4)3，本发明掺杂后的样品的电导率增加58％以上。
②放电容量高，循环性能优异。实施例1-5的锂离子电池在0.2C充放电倍率下，首次放电容量分别为120mAh/g，124mAh/g，130mAh/g，121mAh/g和117mAh/g，且经过200次循环后，容量几乎没有衰减。
③大倍率放电性能好。适量掺杂后的样品作为锂离子电池正极材料，大倍率放电性能有了极大提高。本发明中实施例2和3在5C充放电倍率下，放电容量仍能达到100mAh/g以上，且100次循环后，容量保有率均在90％以上，显示出了极佳的倍率循环性能。
Claims (9)
1.一种共掺杂的磷酸钒锂正极材料，其制备方法为：以锂源、钠源、钒源、铈源、磷源、氯源和有机酸络合剂为原料或者以锂源、钠源、钒源、磷源、氯源和有机酸络合剂为原料，经溶胶-凝胶过程得到蓝色凝胶，蓝色凝胶干燥得到蓝色前驱体，蓝色前驱体在化学惰性气体保护下，以1-20℃/min的速率升温至200-400℃后保温2-10h，然后以1-20℃/min的速率升温至500-800℃焙烧5-10h，冷却后即得共掺杂的磷酸钒锂正极材料；所述锂源、钠源、钒源、铈源、磷源和氯源按照Li：Na：V：Ce：PO4：Cl的摩尔比为2.96：0.04：(2-x)：x：2.99：0.03投料，其中0≤x≤0.1；所述有机酸络合剂的摩尔用量为钒元素摩尔量的1～3倍。
2.如权利要求1所述的共掺杂的磷酸钒锂正极材料，其特征在于：所述锂源选自下列一种或任意几种任意比例的组合：氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂或者草酸锂；所述钠源选自下列一种或任意几种任意比例的组合：草酸钠、碳酸钠或者醋酸钠；所述钒源选自下列一种或任意几种任意比例的组合：五氧化二钒或者偏钒酸铵；所述铈源选自下列一种或任意几种任意比例的组合：二氧化铈、醋酸铈、氯化铈或者草酸铈；所述磷源选自下列一种或两种任意比例的组合：磷酸二氢铵或者磷酸氢二铵；所述氯源选自下列一种或两种任意比例的组合：氯化铵或者氯化钠；所述有机酸络合剂选自下列一种或两种任意比例的组合：草酸、柠檬酸或者抗坏血酸。
3.如权利要求1或2所述的共掺杂的磷酸钒锂正极材料，其特征在于：所述溶胶-凝胶过程按照如下进行：将原料在水中混合均匀，搅拌2-10小时后静置陈化5～15小时，得到蓝色溶胶；蓝色溶胶加热至于60～120℃除去大部分水分，得到蓝色凝胶。
4.如权利要求3所述的共掺杂的磷酸钒锂正极材料，其特征在于：所述的将原料在水中混合按照如下方式进行：先配制1～5mol/L钒源的水溶液以及除钒源和有机酸络合剂外的其他原料的混合水溶液，其中混合水溶液中锂源的浓度为4～10mol/L，然后将除钒源和有机酸络合剂外的其他原料的混合水溶液缓缓注入钒源的水溶液中，混合均匀后再加入有机酸络合剂。
5.如权利要求3所述的共掺杂的磷酸钒锂正极材料，其特征在于：所述的蓝色凝胶的干 燥按照如下进行：蓝色凝胶于100～200℃烘焙5～15h后，得到蓝色前驱体。
6.如权利要求1或2所述的共掺杂的磷酸钒锂正极材料，其特征在于：所述的蓝色前驱体在惰性气体保护下，以5～10℃/min的速率升温至300-400℃后保温3-5h，然后以10-20℃/min的速率升温至700-800℃焙烧6-7h。
7.如权利要求1或2所述的共掺杂的磷酸钒锂正极材料，其特征在于：所述的蓝色前驱体在惰性气体保护下，以5℃/min的速率升温至350℃后恒温4h，然后以10-20℃/min的速率升温至750℃焙烧6h。
8.如权利要求1或2所述的共掺杂的磷酸钒锂正极材料，其特征在于：所述化学惰性气体为氩气或者氮气。
9.如权利要求1所述的共掺杂的磷酸钒锂正极材料作为锂离子电池的正极材料的应用。
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