【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池，具体而言，涉及一种磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料及制备方法和锂离子电池。
技术介绍
1、磷酸锰铁锂(limnxfe(1-x)po4)是一种有前途的正极材料，有望广泛应用于锂离子电池中。然而，在高温条件下，磷酸锰铁锂材料会出现锰溶出的问题，导致在高温循环过程中电池容量下降和循环寿命缩短。
2、目前常通过包覆的方式改善磷酸锰铁锂材料中锰溶出的问题，常用的包覆方法包括物理气相沉积(pvd)和化学气相沉积(cvd)，然而现有的表面包覆技术存在一些问题和限制，这些现有的表面包覆技术通常需要高温和复杂的设备，不易实施。其次，包覆层的结构和性能往往无法得到有效的控制，导致包覆层的稳定性和耐久性不高。有些包覆层阻碍锂离子的传输，从而影响克容量发挥。
3、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料及制备方法和锂离子电池，为了解决磷酸锰铁锂材料锰溶出的问题，本专利技术通过表面包覆一层磷酸盐材料，磷酸盐作为一种稳定的材料，可以有效地阻止锰离子的溶出，从而提高磷酸锰铁锂材料的循环寿命，而且包覆磷酸钛还可以提升锂离子传输速率。
2、本专利技术是这样实现的：
3、第一方面，本专利技术提供一种磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，其包括：
4、将气相的磷酸盐前体通入放置有磷酸锰铁锂基体的反应室内，所述磷酸盐前体沉积于所述磷酸锰铁锂基体的表面发生气固相化学吸附反应，形成磷酸盐包覆的
5、对所述磷酸盐包覆的磷酸锰铁锂前驱体进行烧结，得到磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料。
6、在可选的实施方式中，所述磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料中的磷酸盐包括磷酸钛和磷酸铝中的至少一种。
7、在可选的实施方式中，当所述磷酸盐为磷酸钛时，所述磷酸盐前体包括磷酸三甲酯和四氯化钛，向所述反应室内通入所述磷酸盐前体包括：先将所述磷酸三甲酯通入所述反应室使所述磷酸三甲酯与所述磷酸锰铁锂基体反应2-4h；随后再通入所述四氯化钛使所述四氯化钛与所述磷酸三甲酯反应8-10h。
8、在可选的实施方式中，所述磷酸三甲酯的通入量与所述磷酸锰铁锂基体的摩尔比为0.001-0.1：1；所述磷酸三甲酯的通入量与所述四氯化钛的通入量的摩尔比为3.7-4.3：2.7-3.3。
9、在可选的实施方式中，所述磷酸盐前体采用脉冲的方式通入反应室；
10、优选地，所述脉冲的速度为0.03mol/min-0.12mol/min；
11、优选地，所述磷酸三甲酯的通入速度大于所述四氯化钛的通入速度；
12、优选地，所述磷酸三甲酯的通入速度为0.04mol/min-0.12mol/min；所述四氯化钛的通入速度为0.03mol/min-0.09mol/min。
13、在可选的实施方式中，通入所述磷酸三甲酯之后，还包括向反应室内通入惰性气体以排出未反应的磷酸三甲酯；通入所述四氯化钛之后，还包括向反应室内通入惰性气体以排出未反应的四氯化钛。
14、在可选的实施方式中，在将所述磷酸锰铁锂基体置于所述反应室之前，还包括对所述磷酸锰铁锂基体进行预处理；
15、优选地，所述预处理包括对所述磷酸锰铁锂基体进行清洗和活化；
16、优选地，所述清洗包括将所述磷酸锰铁锂基体置于无水乙醇中采用超声波清洗2-4h；
17、优选地，所述活化包括将清洗后的所述磷酸锰铁锂基体干燥后研磨；
18、优选地，所述干燥包括于80-120℃真空干燥箱中干燥12-24h；
19、优选地，所述研磨包括于球磨机内以800-1000rpm的转速进行研磨6-8h。
20、在可选的实施方式中，所述烧结包括将所述磷酸盐包覆的磷酸锰铁锂前驱体置于管式炉内在惰性气氛下于400-600℃烧结1-3h；
21、优选地，所述烧结之前，还包括将所述磷酸盐包覆的磷酸锰铁锂前驱体依次采用水和盐酸进行清洗。
22、第二方面，本专利技术提供一种磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料，其采用如前述实施方式任一项所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法制备而成；
23、优选地，所述磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料中的包覆层厚度为0.5-1nm；
24、优选地，所述磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的平均粒径为200-800nm；
25、优选地，所述磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的比表面积为10-30m2/g。
26、第三方面，本专利技术提供一种锂离子电池，其包括如前述实施方式所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料。
27、本专利技术具有以下有益效果：
28、本专利技术提供的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，其通过ald技术在磷酸锰铁锂的表面进行包覆，从原子层面沉积，包覆效果更均匀。通过上述方法可以在磷酸锰铁锂的表面形成一层磷酸盐(如磷酸钛)，磷酸盐可以在磷酸锰铁锂材料表面形成一层保护层，阻止锰离子的溶出，从而减少电池循环过程中的容量损失，提高磷酸锰铁锂材料的循环寿命。
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1.一种磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料中的磷酸盐包括磷酸钛和磷酸铝中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，当所述磷酸盐为磷酸钛时，所述磷酸盐前体包括磷酸三甲酯和四氯化钛，向所述反应室内通入所述磷酸盐前体包括：先将所述磷酸三甲酯通入所述反应室使所述磷酸三甲酯与所述磷酸锰铁锂基体反应2-4h；随后再通入所述四氯化钛使所述四氯化钛与所述磷酸三甲酯反应8-10h。
4.根据权利要求3所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述磷酸三甲酯的通入量与所述磷酸锰铁锂基体的摩尔比为0.001-0.1：1；所述磷酸三甲酯的通入量与所述四氯化钛的通入量的摩尔比为3.7-4.3：2.7-3.3。
5.根据权利要求3所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐前体采用脉冲的方式通入反应室；
6.根据权利要求3所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料
7.根据权利要求1所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，在将所述磷酸锰铁锂基体置于所述反应室之前，还包括对所述磷酸锰铁锂基体进行预处理；
8.根据权利要求1所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述烧结包括将所述磷酸盐包覆的磷酸锰铁锂前驱体置于管式炉内在惰性气氛下于400-600℃烧结1-3h；
9.一种磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料，其特征在于，其采用如权利要求1-8任一项所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法制备而成；
10.一种锂离子电池，其特征在于，其包括如权利要求9所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料。
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，其包括：
2.根据权利要求1所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料中的磷酸盐包括磷酸钛和磷酸铝中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，当所述磷酸盐为磷酸钛时，所述磷酸盐前体包括磷酸三甲酯和四氯化钛，向所述反应室内通入所述磷酸盐前体包括：先将所述磷酸三甲酯通入所述反应室使所述磷酸三甲酯与所述磷酸锰铁锂基体反应2-4h；随后再通入所述四氯化钛使所述四氯化钛与所述磷酸三甲酯反应8-10h。
4.根据权利要求3所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述磷酸三甲酯的通入量与所述磷酸锰铁锂基体的摩尔比为0.001-0.1：1；所述磷酸三甲酯的通入量与所述四氯化钛的通入量的摩尔比为3.7-4.3：2.7-3.3。
5.根据权利要求3所述的磷酸盐包覆磷酸锰铁锂材料的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：常清泉，王文，
申请(专利权)人：上海兰钧新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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