【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种复合磷酸盐正极材料、其制备方法及应用。
技术介绍
1、近几年，磷酸铁锰锂(lmfp)材料是目前锂离子电池领域的研究热点之一，其具有橄榄石结构，化学结构与性质稳定。同时lmfp材料还具有高电压，在相同的情况下能使电池能量密度相比于磷酸铁锂电池提升20％。
2、但是，现有的lmfp材料电子电导率低，导致其循环性能以及在低温下电性能差。现有技术中常通过将其颗粒纳米化，来改善上述缺陷。然而纳米化之后的材料比表面积高、吸水性强，导致其在合浆制备电极片的过程中容易粘稠，无法投入使用。
3、基于此，如何对现有的lmfp材料进行表面改性，以降低其吸水率，改善合浆后的流动性，同时兼顾提升电池倍率性能，是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种复合磷酸盐正极材料、其制备方法及应用，以解决现有技术中的lmfp材料吸水性过强导致合浆流动性差，同时倍率性能有待提升的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术一方面提供了一种复合磷酸盐正极材料，该复合磷酸盐正极材料包括碳包覆磷酸锰铁锂颗粒以及分散于碳包覆磷酸锰铁锂颗粒表面的多个金属氧化物颗粒，碳包覆磷酸锰铁锂颗粒包括磷酸锰铁锂颗粒内核以及包覆在磷酸锰铁锂颗粒内核表面的碳层；金属氧化物颗粒的分子式为mwo4，其中m为co和/或mn。
3、进一步地，金属氧化物颗粒的分子式为coxmn1-xwo4，其中x为0.2～0.8。
5、进一步地，碳层的厚度为1～2.5nm；金属氧化物颗粒的d50为10～40nm。
6、本专利技术的另一方面提供了一种上述复合磷酸盐正极材料的制备方法，该制备方法包括：步骤s1，按照化学计量比li：fe：mn：p＝(1～1.02)：(0.3～0.5)：(0.5～0.7)：1将锂源、铁源、锰源和磷源混合后加入碳源，经砂磨后得到前驱体混合物；步骤s2，前驱体混合物经喷雾干燥、第一烧结和第一粉碎后，得到碳包覆磷酸锰铁锂颗粒；步骤s3，将钴盐和/或锰盐与碳包覆磷酸锰铁锂颗粒加入水中并分散，得到第一分散液；步骤s4，将钨酸钠加入第一分散液中，搅拌反应，过滤、烘干后得到固相颗粒；步骤s5，固相颗粒经压片、第二烧结与第二粉碎后，得到复合磷酸盐正极材料。
7、进一步地，钴盐和/或锰盐的总重量为碳包覆磷酸锰铁锂颗粒重量的0.5～1.5％；优选地，钴盐选自氯化钴、硝酸钴、乙酸钴和硫酸钴中的一种或多种，锰盐选自氯化锰、硝酸锰、乙酸锰和硫酸锰中的一种或多种。
8、进一步地，钨酸钠以钨酸钠溶液的形式加入第一分散液中，且钨酸钠溶液中，钨酸钠的摩尔浓度为1～3mol/l；优选地，钨酸钠的摩尔数与钴盐和/或锰盐的摩尔数之比为1：(1.0～1.05)。
9、进一步地，步骤s1中，碳源的重量为锂源、铁源、锰源和磷源的总重量的8～15％；优选地，锂源选自氧化锂、碳酸锂、磷酸二氢锂和氢氧化锂中一种或多种；铁源选自磷酸铁、草酸亚铁、三氧化二铁和磷酸锰铁的一种或多种；锰源选自四氧化三锰、乙酸锰、磷酸锰铁和碳酸锰的一种或多种；磷源选自磷酸二氢锂、磷酸二氢铵、磷酸铁和磷酸锰铁中一种或多种；碳源选自淀粉、葡萄糖和蔗糖中的一种或多种。
10、进一步地，步骤s1中，砂磨的砂磨粒度d为d50＝0.4～0.7μm；优选地，步骤s2中，喷雾干燥的进风口温度为180～250℃，出风口温度为100～150℃；和/或，第一烧结的烧结氛围为氮气和/或氩气，烧结温度为600～850℃，保温时间为5～15h；和/或，第一粉碎的粉碎粒度为d50＝0.5～2.0μm。
11、进一步地，步骤s4中搅拌反应的时间为30～60min，烘干的烘干温度为100～150℃，保温时间为4～6h；优选地，步骤s5中，压片的压片压强为6～20mpa，保压时间为10～30s；和/或，第二烧结的方式为等离子烧结，等离子烧结的温度为700～1000℃，保温时间为5～20min；和/或，第二粉碎的粉碎粒度为d50＝0.4～1.0μm。
12、本专利技术的又一个方面提供了一种锂离子电池，包括正极电极片，该正极电极片中包括上述复合磷酸盐正极材料。
13、本专利技术所提供的复合磷酸盐正极材料的结构中具备特殊的金属氧化物，其分子式为mwo4(m为co和/或mn)的金属氧化物颗粒能够有效地提高所得正极材料的疏水性，降低其吸水率，同时改善正极材料在合浆之后的流动性，并最终提升所得电池的倍率性能。
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1.一种复合磷酸盐正极材料，其特征在于，所述复合磷酸盐正极材料包括碳包覆磷酸锰铁锂颗粒以及分散于所述碳包覆磷酸锰铁锂颗粒表面的多个金属氧化物颗粒，所述碳包覆磷酸锰铁锂颗粒包括磷酸锰铁锂颗粒内核以及包覆在所述磷酸锰铁锂颗粒内核表面的碳层；
2.根据权利要求1所述的复合磷酸盐正极材料，其特征在于，所述金属氧化物颗粒的分子式为CoxMn1-xWO4，其中x为0.2～0.8。
3.根据权利要求1或2所述的复合磷酸盐正极材料，其特征在于，所述复合磷酸盐正极材料的比表面积为13～20m2/g，D50为0.4～1.0μm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合磷酸盐正极材料，其特征在于，所述碳层的厚度为1～2.5nm；所述金属氧化物颗粒的D50为10～40nm。
5.一种权利要求1至4中任一项所述的复合磷酸盐正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的复合磷酸盐正极材料的制备方法，其特征在于，所述钴盐和/或锰盐的总重量为所述碳包覆磷酸锰铁锂颗粒重量的0.1～0.3％；
7.根据权利要求5
8.根据权利要求5至7中任一项所述的复合磷酸盐正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述碳源的重量为所述锂源、所述铁源、所述锰源和所述磷源的总重量的8～15％；
9.根据权利要求5至8中任一项所述的复合磷酸盐正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述砂磨的砂磨粒度为D50＝0.4～0.7μm；
10.根据权利要求5至9中任一项所述的复合磷酸盐正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述搅拌反应的时间为30～60min，所述烘干的烘干温度为100～150℃，保温时间为4～6h；
11.一种锂离子电池，包括正极电极片，其特征在于，所述正极电极片包括权利要求1至4中任一项所述的复合磷酸盐正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种复合磷酸盐正极材料，其特征在于，所述复合磷酸盐正极材料包括碳包覆磷酸锰铁锂颗粒以及分散于所述碳包覆磷酸锰铁锂颗粒表面的多个金属氧化物颗粒，所述碳包覆磷酸锰铁锂颗粒包括磷酸锰铁锂颗粒内核以及包覆在所述磷酸锰铁锂颗粒内核表面的碳层；
2.根据权利要求1所述的复合磷酸盐正极材料，其特征在于，所述金属氧化物颗粒的分子式为coxmn1-xwo4，其中x为0.2～0.8。
3.根据权利要求1或2所述的复合磷酸盐正极材料，其特征在于，所述复合磷酸盐正极材料的比表面积为13～20m2/g，d50为0.4～1.0μm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合磷酸盐正极材料，其特征在于，所述碳层的厚度为1～2.5nm；所述金属氧化物颗粒的d50为10～40nm。
5.一种权利要求1至4中任一项所述的复合磷酸盐正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
6.根据权利要求5所述的复合磷酸盐正极材料的制备方法，其特征在于，所述钴盐和/或锰盐的总...
【专利技术属性】
技术研发人员：张路遥，张蒙蒙，刘陈飞，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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