本发明涉及一种锂离子电极材料及其制备工艺，特别涉及一种添加稀土和铝元素的锂离子电极材料及其制备方法，属于电池电极材料领域。
背景技术：
随着手机、笔记本、轻型电动车、混合电动车、电信备电等领域的迅速发展，锂离子电池得到了广泛的应用。锂离子电池是一种高效致密的储能器件，以lifepo4为代表的聚阴离子结构磷酸盐材料，由于其突出的安全性、超长循环寿命、宽电化学窗口、低成本等特点受到了广泛关注。lifepo4具有稍微扭曲的六方密堆积排列结构，属于正交晶系，空间群为pnma。在锂原子所在的a-c平面中，包含有po4四面体，这就限制了锂离子的移动空间，导致锂离子迁移速率和电子电导率均偏低，这是lifepo4材料的固有缺点，这一缺点一直制约了lifepo4锂电池的应用范围。
为了提高lifepo4的性能，在实际制备过程中往往添加稀土元素，稀土元素是金属材料的“维生素”，对改善金属材料的性能有特殊的作用。稀土元素能够代替了li的位置，很好的融入到橄榄石结构中。但是单单添加稀土元素，对lifepo4的导电率性能改善不明显，lifepo4电极材料的应用得不到进一步提升。
技术实现要素：
本发明通过球磨工艺及高温固相法制备一种li1-xndxfe1-yalypo4复合电极材料，通过在传统利用球磨工艺及高温固相法过程中添加稀土nd粉和al(oh)3粉，掺杂nd和al原子，制备li1-xndxfe1-yalypo4复合电极材料，弥补lifepo4的不足，提高lifepo4的导电及充放电性能。此方法工艺简单，前驱体混合程度良好，生产成本低。该电极材料粉体的制备工艺包括如下步骤：
⑴以lioh作为锂源，以fec2o4・2h2o作为铁源，nh4h2po4作为磷酸源，及nd粉和al(oh)3粉末作为掺杂原料，按照li1-xndxfe1-yalypo4（0.02≤x≤0.1,0.2≤y≤0.4）的原子比配料，然后加入一定的钢球和球磨介质进行机械球磨10-15小时后得到浆料；
⑵将所得到的浆料进行干燥，得到前驱体粉末；
⑶烧结步骤(2)所得的前驱体粉末在惰性气氛保护下于500℃的条件下进行热处理6-8h；
⑷再将温度升高至700℃，恒温热处理10-15h；
⑸所得产物在惰性气氛保护下自然冷却至室温，即得到li1-xndxfe1-yalypo4复合电极材料粉体。
优先地，在步骤⑴中，球磨介质为无水酒精或者丙酮。
优先地，在步骤⑵中，所述前驱体的干燥方法为喷雾干燥。
优先地，在步骤⑶中，所述的惰性气体为氮气、氩气或者两者的混合气体。
实施例一：
以lioh作为锂源，以fec2o4・2h2o作为铁源，nh4h2po4作为磷酸源，及nd粉和al(oh)3粉末作为掺杂原料，按照li0.98nd0.02fe0.8al0.2po4的原子配比配料5g的混合物，将配好的混合物原料进行初步混合后一起倒入球磨罐中，再往球磨罐中添加适量钢球和无水酒精球磨介质，然后盖上球磨罐盖子并拧紧螺丝，再将其放入行星式球磨机中进行球磨10小时，取下球磨罐静置一段时间后，打开球磨罐，将球磨罐中合金微粉浆料取出进行喷雾干燥得前驱体粉末，再将粉末在氮气的保护条件下进行高温加热至500℃，恒温6小时，然后升高温度至700℃，恒温10小时，所得产物在惰性气氛保护下自然冷却至室温，收集粉末即得产品。
实施例二：
以lioh作为锂源，以fec2o4・2h2o作为铁源，nh4h2po4作为磷酸源，及nd粉和al(oh)3粉末作为掺杂原料，按照li0.95nd0.05fe0.7al0.3po4的原子配比配料20g的混合物，将配好的混合物原料进行初步混合后一起倒入球磨罐中，再往球磨罐中添加适量钢球和无水酒精球磨介质，然后盖上球磨罐盖子并拧紧螺丝，再将其放入行星式球磨机中进行球磨12小时，取下球磨罐静置一段时间后，打开球磨罐，将球磨罐中合金微粉浆料取出进行喷雾干燥得前驱体粉末，再将粉末在氮气的保护条件下进行高温加热至500℃，恒温7小时，然后升高温度至700℃，恒温12小时，所得产物在惰性气氛保护下自然冷却至室温，收集粉末即得产品。
实施例三：
以lioh作为锂源，以fec2o4・2h2o作为铁源，nh4h2po4作为磷酸源，及nd粉和al(oh)3粉末作为掺杂原料，按照li0.9nd0.1fe0.6al0.4po4的原子配比配料50g的混合物，将配好的混合物原料进行初步混合后一起倒入球磨罐中，再往球磨罐中添加适量钢球和无水酒精球磨介质，然后盖上球磨罐盖子并拧紧螺丝，再将其放入行星式球磨机中进行球磨15小时，取下球磨罐静置一段时间后，打开球磨罐，将球磨罐中合金微粉浆料取出进行喷雾干燥得前驱体粉末，再将前驱体粉末装入一端封口的石英玻璃管中，往内充满适量氮气，再用高温火焰熔融石英管开口另一端使其密封，将密封的石英玻璃管投入水中验证气密性，若无气泡，则可认定其密封性良好，在将粉末在氮气的保护条件下进行高温加热至500℃，恒温8小时，然后升高温度至700℃，恒温15小时，所得产物在惰性气氛保护下自然冷却至室温，收集粉末即得产品。