【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池正极材料，具体涉及磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、磷酸锰铁锂作为一种锂离子电池正极材料，常应用于高端电子产品的电池中,如手机、笔记本电脑等。目前,磷酸锰铁锂正极材料已成功应用于电动汽车和储能系统等领域。现有的磷酸锰铁锂正极材料仍存在一些问题，如电导性较差，倍率性能不够，循环稳定性不佳，锰段平台的电压降比较严重。为了改善磷酸锰铁锂正极材料性能，相关科学
人员常通过提高正极材料的纯度，优化电解液，采用先进的电极技术等方法。但提高正极材料的纯度需要采用复杂的制备工艺和纯化设备，操作成本高且难度大，优化电解液需要选择合适的水相和有机溶剂，对研发人员的经验和技巧要求极高，采用先进的电极技术如软包电极需要采用特殊的材料和制备技术，制备成本高、难度大。基于上述陈述，本专利技术提出了一种磷酸锰铁锂材料及其制备方法，制备时铝和钠的摩尔比严格一致，确保na-al的平均价态为2价。钠和铝的掺入，主要占据过渡金属的位置，同时对应产生少量li位和p位的空穴，另外制备过程简单，不需要特定采用溶胶凝胶法实现元素均匀分布。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术中磷酸锰铁锂正极材料电导性较差，倍率性能不够，循环稳定性不佳，锰段平台的电压降比较严重和寿命较短的问题，而提出的一种磷酸锰铁锂材料及其制备方法。
2、在本专利技术的第一方面，本专利技术提出了一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，由锂源、锰源、铁源、磷源、碳源、钠源和铝源制成。
3、进一
4、进一步的，所述一种磷酸锰铁锂材料的锰源、铁源与磷源的摩尔比为(mn+fe)：p＝1：1。
5、进一步的，所述一种磷酸锰铁锂材料的锂源、锰源、铁源与磷源的摩尔比为li：(mn+fe)：p＝1.02:1：1。
6、在一些实施例中，锰源与铁源的摩尔比为0.5：0.5和0.7：0.3。
7、在一些实施例中，锰源、铁源与磷源的摩尔比为0.5：0.5：1和0.7：0.3：1。
8、在一些实施例中，锂源、锰源、铁源与磷源的摩尔比为1.02:0.5：0.5：1和1.02:0.7：0.3：1。
9、进一步的，所述的一种磷酸锰铁锂材料的锂源、锰源、铁源、磷源与钠源的摩尔比为(li+mn+fe+p)：na＝1：0.01-0.016。
10、进一步的，所述的一种磷酸锰铁锂材料的锂源、锰源、铁源、磷源与铝源的摩尔比为(li+mn+fe+p)：al＝1：0.01-0.016。
11、进一步的，所述的一种磷酸锰铁锂材料的钠源与铝源的摩尔比为na：al＝1：1。
12、进一步的，所述一种磷酸锰铁锂材料的锂源为碳酸锂、锰源为二氧化锰、铁源为草酸亚铁晶体、磷源为磷酸。
13、进一步的，所述一种磷酸锰铁锂材料的磷酸的质量浓度为70～85％。
14、进一步的，所述一种磷酸锰铁锂材料的碳源为蔗糖、钠源为醋酸钠、铝源为纳米氧化铝。
15、进一步的，所述一种磷酸锰铁锂材料的纳米氧化铝d50≤40nm。
16、在本专利技术的第二方面，本专利技术提出了一种磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
17、(1)将锂源、锰源、铁源、磷源溶于去离子水中，搅拌后砂磨，过滤，得到混合浆料；
18、(2)将碳源、钠源、铝源加入所述混合浆料中，研磨后得到均匀浆料；
19、(3)喷雾干燥所述均匀浆料，在氮气中热处理，得到所述磷酸锰铁锂。
20、进一步的，所述一种磷酸锰铁锂材料的制备方法步骤(1)中搅拌的速度为300～500rpm，搅拌的时间为4～6h。
21、进一步的，所述一种磷酸锰铁锂材料的制备方法步骤(1)中砂磨的时间为0.5～3.5h。
22、进一步的，所述一种磷酸锰铁锂材料的制备方法步骤(2)中砂磨的时间为0.1～0.5h。
23、进一步的，所述一种磷酸锰铁锂材料的制备方法步骤(3)中干燥的温度为150～300℃，热处理温度为650～750℃，热处理的时间为1～6h。
24、本专利技术提出的一种磷酸锰铁锂材料的制备方法，具有以下有益效果：
25、1、合成工艺简单，锂消耗量少，li与m(m＝mn+fe)的摩尔比接近1:1，常规水热法li与m的摩尔比为3:1，本专利技术成本低，便于规模化；
26、2、在制备磷酸锰铁锂的过程中，添加醋酸钠和40nm纳米氧化铝，增加锂离子空位浓度，醋酸钠是一种常用的电解质溶液，具有良好的溶解性和稳定性，有益于锂离子溶解，提高锂离子的溶解度，增加锂离子浓度，40nm纳米氧化铝可以形成氧化物层，保护锂离子，提高锂离子的扩散效率，稳定性良好，可以提高电池的充放电效率和安全性；
27、3、通过本方法合成出的磷酸锰铁锂性能优异，由该磷酸锰铁锂制备的电池0.1c放电容量可达148mah/g以上，5c放电容量可达123mah/g以上，循环寿命可达1230圈以上。
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1.一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，由锂源、锰源、铁源、磷源、碳源、钠源和铝源制成。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述锰源与铁源的摩尔比为Mn：Fe＝x：(1-x)，其中0.5≤x≤0.7。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述锰源、铁源与磷源的摩尔比为(Mn+Fe)：P＝1：1。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述锂源、锰源、铁源与磷源的摩尔比为Li：(Mn+Fe)：P＝1.02:1：1。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述锂源、锰源、铁源、磷源与钠源的摩尔比为(Li+Mn+Fe+P)：Na＝1：0.01-0.016，所述锂源、锰源、铁源、磷源与铝源的摩尔比为(Li+Mn+Fe+P)：Al＝1：0.01-0.016。
6.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述钠源与铝源的摩尔比为Na：Al＝1：1。
7.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述锂源为碳酸锂、锰源为二氧化锰
8.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述碳源为蔗糖、钠源为醋酸钠、铝源为纳米氧化铝；
9.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于制备方法包括以下步骤：(1)将锂源、锰源、铁源、磷源溶于去离子水中，搅拌后砂磨，过滤，得到混合浆料；(2)将碳源、钠源、铝源加入所述混合浆料中，研磨后得到均匀浆料；(3)喷雾干燥所述均匀浆料，在氮气中热处理，得到所述磷酸锰铁锂。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述搅拌的速度为300～500rpm；
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，由锂源、锰源、铁源、磷源、碳源、钠源和铝源制成。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述锰源与铁源的摩尔比为mn：fe＝x：(1-x)，其中0.5≤x≤0.7。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述锰源、铁源与磷源的摩尔比为(mn+fe)：p＝1：1。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述锂源、锰源、铁源与磷源的摩尔比为li：(mn+fe)：p＝1.02:1：1。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述锂源、锰源、铁源、磷源与钠源的摩尔比为(li+mn+fe+p)：na＝1：0.01-0.016，所述锂源、锰源、铁源、磷源与铝源的摩尔比为(li+mn+fe+p)：al＝1：0.01-0.016。<...
【专利技术属性】
技术研发人员：林芝青，前田英明，石祖丽，王茹，王东艳，
申请(专利权)人：江苏珩创纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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