【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种锂电池正极材料，具体为一种磷酸锰铁锂正极材料掺杂制备方法。
技术介绍
0、技术背景
1、磷酸锰铁锂属于磷酸铁锂与磷酸锰锂混掺的产物，在结构方面与磷酸铁锂相同，晶型方面均为有序规整的橄榄石型结构，因此和磷酸铁锂一样具有较高的结构稳定性。锰元素相较于贵重金属钴和镍价格便宜，原料制备成本较低。再加上类似铁锂的高安全性能，高热稳定性等优点，可以说是兼具磷酸铁锂和磷酸锰锂优点，同时还可以弥补了磷酸铁锂能量密度低的短板，因此也被誉为“磷酸铁锂的升级版”。
2、磷酸锰铁锂理论容量与磷酸铁锂相同，为170mah/g；但磷酸锰铁锂材料电压平台为4.1v，远高于磷酸铁锂的3.4v，平台电压提升了20%，从而促使相同的电池能力密度较磷酸铁锂材料提升20％。
3、磷磷酸锰铁锂电导率比磷酸铁锂更低，充放电倍率性能也更差。且磷酸锰铁锂中有锰元素含量较高，高温过程中会导致锰的大量溶出进而使得高温循环寿命变短。目前常规操作是通过类似铁锂的掺杂、包覆、纳米化来改善材料电导率和循环问题。但是一般的掺杂和纳米化处理等改性方法很难大幅度改善此类问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术中存在的上述缺点进行改进，提供一种一种磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法。
2、为实现上述目的，本专利技术技术方案如下：
3、本专利技术磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，包含以下步骤：
4、（1）将不同含量可溶性锰源、铁源、磷源、第一掺
5、（2）将步骤（1）将制备前驱体脱水后与锂源、复合碳源、第二掺杂剂，砂磨制备混合浆料。
6、 （3）将混合浆料喷雾干燥、烧结、气粉制备磷酸锰铁锂复合正极材料。
7、根据所述的制备方法，步骤（1）中，所述的可溶性锰源、铁源、第一掺杂剂中锰元素、铁元素、掺杂元素原子摩尔比为（0.6-0.9）：（0.4-0.1）：（0.006-0.009）。
8、根据所述的制备方法步骤（1）中，所述的第一掺杂剂为硫酸镁、硝酸铝、硫酸钠中的一种或多种混合物。
9、根据所述的制备方法，步骤（1）中，所述的共沉淀反应温度为90-120℃，反应ph为1-4。
10、根据所述的制备方法，步骤（2）中，所述的第二掺杂剂为纳米氧化钛和纳米氧化铝中的一种或两种混合物。
11、根据所述的制备方法，步骤（2）中，所述的第二掺杂剂粒度d50-n为30-60nm。
12、根据所述的制备方法，步骤（2）中，所述的混合浆料粒度d50为120-300nm。
13、根据所述的制备方法，步骤（2）中，所述的碳源为无水葡萄糖、可溶性淀粉、peg、柠檬酸、酚醛树脂等的两种或多种的组合。
14、根据所述的制备方法，其特征在于，所述的烧结温度为750-850℃。
15、根据所述的制备方法，步骤（3）中， 所述的气粉粒度d50为0.5-1.0um。
16、本专利技术技术方案有益效果为：
17、本专利技术制备方法根据锰元素含量确定第一掺杂剂掺杂元素量，通过元素掺杂改变原有的晶格参数，增加锂离子扩散通道，提高离子电导率。第二掺杂剂耐高温性能较好，并根据第二掺杂剂粒度确定砂磨粒度，保证良好掺杂性的同时可以抑制材料烧结过程中一次粒径的生长，保证制备小粒径材料，缩短锂离子扩散路径。结合复合碳源包覆进一步提高了材料的离子导率和电子电导率，极大改善材料倍率性能。
18、本专利技术在原有的磷酸铁锂产线稍加改造均能实现，设备成本低，易于产业化。
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1.一种磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的可溶性锰源、铁源、第一掺杂剂中锰元素、铁元素、掺杂元素原子摩尔比为（0.6-0.9）：（0.4-0.1）：（0.006-0.009）。
3.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述第一掺杂剂为硫酸镁、硝酸铝、硫酸钠中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于：步骤（1）中，共沉淀反应温度为90-120℃，反应pH为1-4。
5.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述第二掺杂剂为纳米氧化钛和纳米氧化铝中的一种或两种混合物。
6.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述第二掺杂剂粒度D50-N为30-60nm。
7.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备
8.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于，步骤（2）中，所述碳源为无水葡萄糖、可溶性淀粉、PEG、柠檬酸、酚醛树脂等的两种或多种的组合。
9.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述烧结温度为750-850℃。
10.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于，步骤（3）中， 所述的气粉后颗粒的粒度D50为0.5-1.0um。
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的可溶性锰源、铁源、第一掺杂剂中锰元素、铁元素、掺杂元素原子摩尔比为（0.6-0.9）：（0.4-0.1）：（0.006-0.009）。
3.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述第一掺杂剂为硫酸镁、硝酸铝、硫酸钠中的一种或多种混合物。
4.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于：步骤（1）中，共沉淀反应温度为90-120℃，反应ph为1-4。
5.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合正极材料掺杂制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述第二掺杂剂为纳米氧化钛和纳米氧化铝中的一种或...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫俊杰，薛娟娟，王勇，刘春祥，张家晟，
申请(专利权)人：山东精工电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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