【技术实现步骤摘要】
本申请涉及锂离子电池，特别是涉及正极活性材料、制备方法、锂离子电池及用电设备。
技术介绍
1、近年来，锂离子电池广泛应用于无线通信、交通运输、航空航天等各个方面。其中，磷酸锰铁锂（lmfp）因成本较低，且具有较高的电压平台和能量密度被广泛关注。lmfp材料本身虽具有较佳的电化学性能，但其比表面积较大，导致lmfp材料在制备锂离子电池的过程中的加工难度较大，且制备的锂离子电池的电化学性能较差。
技术实现思路
1、本申请的主要目的是提供正极活性材料、制备方法、锂离子电池及用电设备，旨在解决现有技术中存在的上述技术问题。
2、为解决上述技术问题，本申请采用的第一方面的技术方案是：提供一种正极活性材料，该正极活性材料包括改性磷酸锰铁锂复合材料，改性磷酸锰铁锂复合材料包括主体材料，主体材料包括磷酸铁锂材料和磷酸锰铁锂材料，磷酸铁锂材料的体积平均粒径大于磷酸锰铁锂材料的体积平均粒径，磷酸锰铁锂材料位于磷酸铁锂材料表面。
3、在一实施方式中，磷酸锰铁锂材料的体积平均粒径为100nm-500nm。
4、在一实施方式中，磷酸铁锂材料的体积平均粒径为0.8μm-2μm。
5、在一实施方式中，磷酸锰铁锂材料与磷酸铁锂材料的摩尔比为(1-10):1。
6、在一实施方式中，改性磷酸锰铁锂复合材料包括结构式为limnxfe1-xpo4的材料，其中，0.1≤x≤0.6。
7、在一实施方式中，改性磷酸锰铁锂复合材料还包括包覆层，包覆层位于磷酸
8、在一实施方式中，包覆层与改性磷酸锰铁锂复合材料的质量比为(0.01-0.02):1。
9、在一实施方式中，包覆层的厚度为2nm-15nm。
10、在一实施方式中，c元素和f元素的质量比为1:(3-9)。
11、本申请第二方面提供一种正极活性材料的制备方法，包括：将磷酸锰铁锂材料和磷酸铁锂材料混合，经过第一次烧结，获得主体材料，其中，磷酸铁锂材料的体积平均粒径大于磷酸锰铁锂材料的体积平均粒径，正极活性材料包括改性磷酸锰铁锂复合材料，改性磷酸锰铁锂复合材料包括主体材料。
12、在一实施方式中，磷酸锰铁锂材料与磷酸铁锂材料的摩尔比为(1-10):1。
13、在一实施方式中，第一次烧结的步骤包括：在氮气环境中，将磷酸锰铁锂材料和磷酸铁锂材料的混合物在200℃-400℃预烧结3h-5h后，继续将温度升高到500℃-600℃进行二次烧结6h-10h。
14、在一实施方式中，在获得主体材料的步骤后，还可以包括：将主体材料、碳源和氟源混合，经过第二次烧结，获得改性磷酸锰铁锂复合材料。
15、在一实施方式中，第二次烧结的步骤包括：在氮气环境中，将主体材料、碳源和氟源的混合物在300℃-450℃预烧结3h-5h后，继续将温度升高到500℃-800℃进行二次烧结6h-10h。
16、在一实施方式中，碳源和氟源的质量和与主体材料的质量比为(0.1-0.25):1。
17、在一实施方式中，碳源和氟源的质量比为1:(3-9)。
18、在一实施方式中，碳源包括葡萄糖、蔗糖中的至少一种。
19、在一实施方式中，氟源包括氟化铵、氟化锂、氟化铁中的至少一种。
20、本申请第三方面提供一种锂离子电池，包括第一方面的正极活性材料或/和第二方面的正极活性材料的制备方法。
21、本申请第四方面提供一种用电设备，包括第三方面的锂离子电池。
22、本申请的技术方案中，磷酸锰铁锂复合材料包括主体材料，主体材料包括磷酸锰铁锂材料和磷酸铁锂材料，磷酸锰铁锂材料的体积平均粒径较小，而磷酸铁锂材料的体积平均粒径较大，使得磷酸锰铁锂材料可以填补磷酸铁锂材料颗粒之间的空隙，改善了浆料的可加工性。磷酸锰铁锂材料的粒径较小，具有较高的能量密度。此外，磷酸锰铁锂材料和磷酸铁锂材料部分融合，使粒径较小的磷酸锰铁锂材料原位生长在粒径较大的磷酸铁锂材料的表面，从而保留了磷酸铁锂材料和磷酸锰铁锂材料的形态和结构框架，增强了主体材料的结构稳定性，进而提高了改性磷酸锰铁锂复合材料的循环稳定性。
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1.一种正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包括改性磷酸锰铁锂复合材料，所述改性磷酸锰铁锂复合材料包括主体材料，所述主体材料包括磷酸铁锂材料和磷酸锰铁锂材料，所述磷酸铁锂材料的体积平均粒径大于所述磷酸锰铁锂材料的体积平均粒径，所述磷酸锰铁锂材料和所述磷酸铁锂材料部分融合，使所述磷酸锰铁锂材料原位生长于所述磷酸铁锂材料的表面。
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂材料的体积平均粒径为100nm-500nm。
3.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述磷酸铁锂材料的体积平均粒径为0.8μm-2μm。
4.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂材料与所述磷酸铁锂材料的摩尔比为(1-10):1。
5.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述改性磷酸锰铁锂复合材料包括结构式为LiMnxFe1-xPO4的材料，其中，0.1≤x≤0.6。
6.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述改性磷酸锰铁锂复合材料还包括包覆层，所述包覆层位于所述磷酸锰铁锂材
7.根据权利要求6所述的正极活性材料，其特征在于，所述包覆层与所述改性磷酸锰铁锂复合材料的质量比为(0.01-0.02):1。
8.根据权利要求6所述的正极活性材料，其特征在于，所述包覆层的厚度为2nm-15nm。
9.根据权利要求6所述的正极活性材料，其特征在于，所述C元素和所述F元素的质量比为1:(3-9)。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，包括：
11.根据权利要求10所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述磷酸锰铁锂材料与所述磷酸铁锂材料的摩尔比为(1-10):1。
12.根据权利要求10所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述第一次烧结的步骤包括：在氮气环境中，将所述磷酸锰铁锂材料和所述磷酸铁锂材料的混合物在200℃-400℃预烧结3h-5h后，继续将温度升高到500℃-600℃进行二次烧结6h-10h。
13.根据权利要求10所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，在所述获得主体材料的步骤后，还可以包括：
14.根据权利要求13所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述第二次烧结的步骤包括：在氮气环境中，将所述主体材料、所述碳源和所述氟源的混合物在300℃-450℃预烧结3h-5h后，继续将温度升高到500℃-800℃进行二次烧结6h-10h。
15.根据权利要求13所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述碳源和所述氟源的质量和与所述主体材料的质量比为(0.1-0.25):1。
16.根据权利要求13所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述碳源和所述氟源的质量比为1:(3-9)。
17.根据权利要求13所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述碳源包括葡萄糖、蔗糖中的至少一种。
18.根据权利要求13所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，所述氟源包括氟化铵、氟化锂、氟化铁中的至少一种。
19.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的正极活性材料，或/和权利要求10-18任一项所述的正极活性材料的制备方法。
20.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求19所述的锂离子电池。
...【技术特征摘要】
1.一种正极活性材料，其特征在于，所述正极活性材料包括改性磷酸锰铁锂复合材料，所述改性磷酸锰铁锂复合材料包括主体材料，所述主体材料包括磷酸铁锂材料和磷酸锰铁锂材料，所述磷酸铁锂材料的体积平均粒径大于所述磷酸锰铁锂材料的体积平均粒径，所述磷酸锰铁锂材料和所述磷酸铁锂材料部分融合，使所述磷酸锰铁锂材料原位生长于所述磷酸铁锂材料的表面。
2.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂材料的体积平均粒径为100nm-500nm。
3.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述磷酸铁锂材料的体积平均粒径为0.8μm-2μm。
4.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂材料与所述磷酸铁锂材料的摩尔比为(1-10):1。
5.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述改性磷酸锰铁锂复合材料包括结构式为limnxfe1-xpo4的材料，其中，0.1≤x≤0.6。
6.根据权利要求1所述的正极活性材料，其特征在于，所述改性磷酸锰铁锂复合材料还包括包覆层，所述包覆层位于所述磷酸锰铁锂材料和所述磷酸铁锂材料的表面，所述包覆层包括c元素和f元素。
7.根据权利要求6所述的正极活性材料，其特征在于，所述包覆层与所述改性磷酸锰铁锂复合材料的质量比为(0.01-0.02):1。
8.根据权利要求6所述的正极活性材料，其特征在于，所述包覆层的厚度为2nm-15nm。
9.根据权利要求6所述的正极活性材料，其特征在于，所述c元素和所述f元素的质量比为1:(3-9)。
10.一种如权利要求1-9任一项所述的正极活性材料的制备方法，其特征在于，包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：陈嘉鑫，罗倩，许延苹，李志，
申请(专利权)人：浙江凌骁能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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