掺杂的磷酸锰铁锂-碳复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及掺杂的磷酸锰铁锂‑碳复合材料及其制备方法。所述方法包括如下步骤：(1)制备预掺杂的草酸锰；(2)将铁源、锂源、磷源、有机碳源以及所述预掺杂的草酸锰加入水中，并混合研磨，获得前体浆料；(3)将所述前体浆料干燥造粒，获得前体粉料；(4)将所述前体粉料在保护气氛下烧结，获得烧结后的物料；(5)将所述烧结后的物料粉碎，获得掺杂的磷酸锰铁锂‑碳复合材料。本发明专利技术的制备方法工艺简单，所制得的复合材料的比容量高、循环性能优异、倍率性能较好。

【技术实现步骤摘要】
掺杂的磷酸锰铁锂-碳复合材料及其制备方法
本专利技术涉及正极活性材料及其制备方法，具体地，本专利技术涉及掺杂的磷酸锰铁锂-碳复合材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池是常见的化学电源之一，具有比能量高、比功率高、循环寿命长、无记忆效应等优点，是电动车辆、数码产品以及各种电动工具的理想电源。磷酸锰铁锂是一种锂离子电池用正极活性材料。与磷酸铁锂一样，磷酸锰铁锂也属于磷酸盐类正极活性材料，具有循环性能好、安全性能优、环境友好等优点。磷酸锰铁锂常见的合成方法包括高温固相法、水热法和溶胶凝胶法等。然而，在合成与制备过程中，优质的磷酸锰铁锂对原料的种类、前体的组成、关键元素的配比、制备方法和工艺参数等方面的控制要求更高。提高该材料性能的主要途径是实现活性微粒的尺度纳米化，增加反应物比表面积，对材料进行掺杂改性，强化碳包覆的均匀程度等，最终达到提高材料的导电性、锂离子传导能力以及电化学性能的目的。中国专利申请CN102769131A公开了一种制备掺杂的磷酸锰铁锂-碳复合材料的方法。该方法是以磷酸二氢铵、锂源、锰源、铁源、碳源和掺杂金属元素化本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备掺杂的磷酸锰铁锂-碳复合材料的方法，所述方法包括如下步骤：/n(1)制备预掺杂的草酸锰；/n1a.将锰源和含掺杂元素的掺杂剂混合，获得混合粉料；/n1b.将草酸溶于水，获得草酸溶液；/n1c.将所述混合粉料加入所述草酸溶液中反应，获得含掺杂元素的草酸锰悬浊液；/n1d.将所述草酸锰悬浊液过滤并干燥，获得预掺杂的草酸锰；/n(2)将铁源、锂源、磷源、有机碳源以及所述预掺杂的草酸锰加入水中，并混合研磨，获得前体浆料；/n(3)将所述前体浆料干燥造粒，获得前体粉料；/n(4)将所述前体粉料在保护气氛下烧结，获得烧结后的物料；/n(5)将所述烧结后的物料粉碎，获得掺杂的磷酸锰铁锂-碳复合材...

【技术特征摘要】
1.一种制备掺杂的磷酸锰铁锂-碳复合材料的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)制备预掺杂的草酸锰；
1a.将锰源和含掺杂元素的掺杂剂混合，获得混合粉料；
1b.将草酸溶于水，获得草酸溶液；
1c.将所述混合粉料加入所述草酸溶液中反应，获得含掺杂元素的草酸锰悬浊液；
1d.将所述草酸锰悬浊液过滤并干燥，获得预掺杂的草酸锰；
(2)将铁源、锂源、磷源、有机碳源以及所述预掺杂的草酸锰加入水中，并混合研磨，获得前体浆料；
(3)将所述前体浆料干燥造粒，获得前体粉料；
(4)将所述前体粉料在保护气氛下烧结，获得烧结后的物料；
(5)将所述烧结后的物料粉碎，获得掺杂的磷酸锰铁锂-碳复合材料。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤1a中，
所述锰源包括单质锰、一氧化锰、四氧化三锰、二氧化锰、氢氧化锰、碳酸锰、氯化锰、硝酸锰和硫酸锰中的一种或它们的组合；
所述掺杂元素包括钛、镁、铝、锌、钴、镍、锡、铌、钨、锆、钽、铈、铕、氟中的一种或它们的组合。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述锰源为二氧化锰、氢氧化锰、碳酸锰中的一种或它们的组合，
所述掺杂剂包括含所述掺杂元素的硫酸盐、氯化盐、硝酸盐、有机酸盐、氧化物、氢氧化物中的一种或它们的组合。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其中，在步骤1a中，
在所述混合粉料中，所述掺杂元素与锰元素的摩尔数百分比为0.001％～10.0％。


5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其中，在步骤1b中，
所述水为纯水，
所述草酸溶液的溶质质量分数为5.0％～60％，
溶解过程的温度保持为20℃～90℃。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤1c中，
按照草酸与锰元素的摩尔数之比为(2.2～1.0):1.0，将所述混合粉料加入所述草酸溶液中反应；
反应温度为20℃～90℃。


7.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤1d中，干燥温度为50℃～150℃。


8.根据权利要求1所述的方法，其中，在步骤1d获得的预掺杂的草酸锰中，
掺杂元素的总摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：马寅，龚政，吕佳乐，郭永楠，
申请(专利权)人：江苏力泰锂能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32