磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法技术

本申请实施例提供的磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法，包括：将铁粉加入磷酸溶液；将碳酸锰加入第一反应混合液；将第二反应混合液进行研磨处理；将氢氧化锂加入进行研磨处理；将碳源加入进行研磨处理；喷雾造粒处理，得到碳包覆磷酸锰铁锂颗粒；将碳包覆磷酸锰铁锂颗粒进行煅烧处理，得到磷酸锰铁锂正极材料；通过上述方式，对氢氧化锂中锂元素、铁粉中铁元素、磷酸中磷元素以及碳酸锰中锰元素的摩尔比以及制备过程进行了改进，有利于减小磷酸锰铁锂正极材料的粒径，所得磷酸锰铁锂正极材料为纳米级，制备所得磷酸锰铁锂正极材料的导电性能、倍率性能和循环性能均得到提高，并且，该制备方法工艺过程简单，易于控制，有利于保持产品的一致性。品的一致性。品的一致性。

【技术实现步骤摘要】
磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法


[0001]本申请涉及锂离子电池正极材料制备
，具体涉及一种磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]正极材料是锂离子动力电池的重要组成部分；磷酸锰铁锂正极材料继承了磷酸铁锂正极材料的低成本、高热稳定性和高安全性等优点，同时弥补了磷酸铁锂正极材料的能量密度低及低温稳定性较差等缺点，成为能够应用到电动车领域的潜在候选正极材料之一。但现有技术中的磷酸锰铁锂正极材料还存在导电性能、倍率性能以及循环性能较差等问题，制约了磷酸锰铁锂正极材料的广泛应用。

技术实现思路

[0003]鉴于以上问题，本申请实施例提供一种磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法，以解决上述技术问题。
[0004]第一方面，本申请实施例提供一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，包括：将铁粉加入磷酸溶液中，于第一温度下，搅拌反应3小时～5小时，得到第一反应混合液；将碳酸锰加入所述第一反应混合液中，于第一温度下，搅拌反应2小时～5小时，得到第二反应混合液；将所述第二反应混合液进行研磨处理，得到第一研磨处理混合液；将氢氧化锂加入所述第一研磨处理混合液，将所述第一研磨处理混合液进行研磨处理，得到包括磷酸锰铁锂的第二研磨处理混合液；将碳源加入所述第二研磨处理混合液，将所述第二研磨处理混合液进行研磨处理，得到第三研磨处理混合液；将所述第三研磨处理混合液进行喷雾造粒处理，得到碳包覆磷酸锰铁锂颗粒；将所述碳包覆磷酸锰铁锂颗粒进行煅烧处理，得到磷酸锰铁锂正极材料；其中，所述氢氧化锂中锂元素、所述碳酸锰中锰元素、所述铁粉中铁元素以及所述磷酸溶液中磷元素的摩尔比为1：0.55～0.65:0.35～0.45:1～1.05，所述碳源与所述磷酸锰铁锂的质量比为5～15:100，所述第一温度为40℃～80℃。
[0005]在一些实施方式中，所述氢氧化锂中锂元素、所述碳酸锰中锰元素、所述铁粉中铁元素以及所述磷酸溶液中磷元素的摩尔比为1：0.6:0.4:1.02～1.04。
[0006]在一些实施方式中，将所述第二反应混合液进行研磨处理的研磨时间为2小时～4小时。
[0007]在一些实施方式中，将所述第一研磨处理混合液进行研磨处理的研磨时间为2小时～3小时。
[0008]在一些实施方式中，将所述第二研磨处理混合液进行研磨处理的研磨时间为5分
钟～15分钟。
[0009]在一些实施方式中，所述煅烧处理的烧结温度为650℃～780℃，所述煅烧处理的保温时间为6小时～20小时。
[0010]在一些实施方式中，所述制备方法还包括：对所述磷酸锰铁锂正极材料进行气流粉碎处理，得到粉末状的磷酸锰铁锂正极材料。
[0011]在一些实施方式中，所述第一温度为50℃～60℃。
[0012]在一些实施方式中，所述碳源为葡萄糖或蔗糖。
[0013]第二方面，本申请实施例还提供一种采用上述的制备方法得到的磷酸锰铁锂正极材料，所述磷酸锰铁锂正极材料的粒径为1.5μm～2.3μm。
[0014]本申请实施例提供的磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法，包括：将铁粉加入磷酸溶液中，于第一温度下，搅拌反应3小时～5小时，得到第一反应混合液；将碳酸锰加入所述第一反应混合液中，于第一温度下，搅拌反应2小时～5小时，得到第二反应混合液；将所述第二反应混合液进行研磨处理，得到第一研磨处理混合液；将氢氧化锂加入所述第一研磨处理混合液，将所述第一研磨处理混合液进行研磨处理，得到包括磷酸锰铁锂的第二研磨处理混合液；将碳源加入所述第二研磨处理混合液，将所述第二研磨处理混合液进行研磨处理，得到第三研磨处理混合液；将所述第三研磨处理混合液进行喷雾造粒处理，得到碳包覆磷酸锰铁锂颗粒；将所述碳包覆磷酸锰铁锂颗粒进行煅烧处理，得到磷酸锰铁锂正极材料；通过上述方式，锂源为氢氧化锂，铁源为铁粉，锰源为碳酸锰，磷源为磷酸，并对氢氧化锂中锂元素、铁粉中铁元素、磷酸中磷元素以及碳酸锰中锰元素的摩尔比以及制备过程进行了改进，有利于减小磷酸锰铁锂正极材料的粒径，所得磷酸锰铁锂正极材料为纳米级，制备所得磷酸锰铁锂正极材料的导电性能、倍率性能和循环性能均得到提高，并且，该制备方法工艺过程简单，易于控制，有利于保持产品的一致性。
[0015]本申请的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1示出了本申请一实施例提供的磷酸锰铁锂正极材料的粒径分布图。
[0018]图2示出了本申请一实施例提供的磷酸锰铁锂正极材料的X射线衍射图。
[0019]图3示出了本申请一实施例提供的磷酸锰铁锂正极材料的扫描电镜图。
具体实施方式
[0020]为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
[0021]为了使本申请揭示内容的叙述更加详尽与完备，下文针对本申请的实施方式与具
体实施例提出了说明性的描述；但这并非实施或运用本申请具体实施例的唯一形式。实施方式中涵盖了多个具体实施例的特征以及用以建构与操作这些具体实施例的方法步骤与其顺序。然而，亦可利用其它具体实施例来达成相同或均等的功能与步骤顺序。
[0022]本申请实施例中，至少一个是指一个或多个；多个，是指两个或两个以上。 在本申请的描述中，“第一”、“第二”、“第三”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
[0023]在本说明书中描述的参考“一种实施方式”或“一些实施方式”等意味着在本申请的一个或多个实施方式中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
[0024]本申请一实施例提供了一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：S10，将铁粉加入磷酸溶液中，于第一温度下，搅拌反应3小时～5小时，得到第一反应混合液；S20，将碳酸锰加入所述第一反应混合液中，于第一温度下，搅拌反应2小时～5小时，得到第二反应混合液；S30，将所述第二反应混合液进行研磨处理，得到第一研磨处理混合液；S40，将氢氧化锂加入所述第一研磨处理混合液，将所述第一研磨处理混合液进行研磨处理，得到包括磷酸锰铁锂的第二研磨处理混合液；S50，将碳源加入所述第二研磨处理混合液，将所述第二研磨处理混合液进行研磨处理，得到第三研磨处理混合液；S60，将所述第三研磨处理混合液进行喷雾造粒处理，得到碳包覆磷酸锰铁锂颗粒；S70，将所述碳包覆磷酸锰铁锂颗粒进行煅烧处理，得到磷酸锰铁锂正极材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括：将铁粉加入磷酸溶液中，于第一温度下，搅拌反应3小时～5小时，得到第一反应混合液；将碳酸锰加入所述第一反应混合液中，于第一温度下，搅拌反应2小时～5小时，得到第二反应混合液；将所述第二反应混合液进行研磨处理，得到第一研磨处理混合液；将氢氧化锂加入所述第一研磨处理混合液，将所述第一研磨处理混合液进行研磨处理，得到包括磷酸锰铁锂的第二研磨处理混合液；将碳源加入所述第二研磨处理混合液，将所述第二研磨处理混合液进行研磨处理，得到第三研磨处理混合液；将所述第三研磨处理混合液进行喷雾造粒处理，得到碳包覆磷酸锰铁锂颗粒；将所述碳包覆磷酸锰铁锂颗粒进行煅烧处理，得到磷酸锰铁锂正极材料；其中，所述氢氧化锂中锂元素、所述碳酸锰中锰元素、所述铁粉中铁元素以及所述磷酸溶液中磷元素的摩尔比为1：0.55～0.65:0.35～0.45:1～1.05，所述碳源与所述磷酸锰铁锂的质量比为5～15:100，所述第一温度为40℃～80℃。2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述氢氧化锂中锂元素、所述碳酸锰中锰元素、所述铁粉中铁元素以及所述磷酸溶液中磷元素的摩尔比为1：0.6:0.4:1.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健，金晶，司徒白雪，李良，
申请(专利权)人：深圳中芯能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：