【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池，提供了一种磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法。
技术介绍
1、磷酸铁锂基于安全性好、循环寿命长、成本低等优势，已经在电动汽车中得到大规模应用，但磷酸铁锂材料自身的能量密度限制了其在长续航里程汽车中应用。在磷酸铁中引入锰离子，可将工作电压从3.4 v提升至4.1 v，提升能量密度15%-20%，有望在长续航汽车中应用。锰的引入，材料颗粒不易长大，限制了高压实密度磷酸锰铁锂材料的开发，以及锰基材料和电解液之间的副反应加剧，锰的溶出恶化电芯的寿命。因而，要实现磷酸铁锂材料在高能量密度电芯中的规模应用，需要对材料稳定性、压实密度等方面进行技术提升。
2、比亚迪股份有限公司在专利cn114256448 a 中提出，通过设置包裹层包裹磷酸铁锂内核，有效改善了磷酸铁锂复合材料中溶出现象的发生，包裹层至少包括一层阻隔材料层和一层磷酸铁层，包覆层中的磷酸铁层材质limnyfe1-ypo4中mn含量小于内核中mn含量，阻隔材料层材质为金属氧化物、偏磷酸盐和焦磷酸盐，该复合材料有效改善了溶出，保证了磷酸锰铁锂材料的结构稳定性和电化学稳定性。
3、贵州大龙汇成新材料有限公司在专利cn114725340 a中提出全梯度结构的磷酸铁锰锂正极材料，包括磷酸铁锂内核以及包覆于内核表面的薄磷酸铁锂包覆层。内核沿中心到内核表层的方向上，锰元素的含量呈梯度降低且铁元素的含量呈梯度增加。该材料具有高的振实密度和放电比容量，循环稳定性好。
4、广东邦普循环科技有限公司在专利cn115231541 a中提出，采用两
5、正极材料是锂离子电池性能的关键因素之一。目前市场上常用的锂离子电池正极材料主要有三元、磷酸铁锂等。然而，三元存在资源稀缺、价格昂贵和环境污染等问题，磷酸铁锂的比容量相对较低。因此，研发一种具有高比容量、长循环寿命和优异安全性能的正极材料具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法与应用，通过液相沉淀法、固相烧结法，工艺简单，绿色环保，成本低，适合产业化生产。
2、为达到上述专利技术目的，本专利技术实施例采用了如下的技术方案：
3、一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：
4、(1)将适量的锰盐、铁盐和磷酸盐，按照分子式limn1-xfexpo4，锰铁摩尔比mn:fe=1-x:x溶解在溶剂中，搅拌均匀得到混合溶液a。
5、(2)将步骤(1)中的混合溶液a在双氧水氧化后，通过氨水调节ph发生液相共沉淀得到料浆，将料浆过滤、洗涤得到滤饼，并在100-200℃进行干燥、600-700℃进行干燥，干燥料进行粉碎后，得到磷酸锰铁前驱体；
6、(3)将步骤(2)中的磷酸锰铁前驱体中加入添加剂、锂源及碳源，混合均匀，得到混合料b；
7、(4)将步骤(3)中的混合料b在氮气保护下，600-800℃烧结6-10h，冷却粉碎过筛，得到磷酸锰铁锂正极材料。
8、进一步地，所述步骤(1)分子式limn1-xfexpo4，mn:fe=1-x:x。
9、进一步地，所述步骤(2)中的合成工艺为液相共沉淀法。
10、进一步地，所述步骤(2)中高温烧结采用马弗炉。
11、进一步地，所述步骤(2)中磷酸铁前驱体破碎的粒度d50为0.5μm-3.0μm。
12、进一步地，所述步骤(3)中源为碳酸锂，其加入量为磷酸锰铁前驱体摩尔量的0.60-0.75倍。
13、进一步地，所述步骤(3)中碳源为葡萄糖，其加入量为磷酸锰铁前驱体质量的10%-20%。
14、进一步地，所述步骤(3)中添加剂为聚乙二醇，其加入量为磷酸锰铁前驱体质量的0.5%-1.5%。
15、进一步地，所述步骤(4)中的单品高压实磷酸锰铁锂正极材料的含碳量为1%-5%。
16、本专利技术的实施例还提供了磷酸锰铁锂正极材料的制备方法制得的磷酸锰铁锂正极材料在电池中的应用。
17、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
18、(1)本专利技术提供的磷酸锰铁锂正极材料具有稳定结构单斜晶系，振实密度高，浆料加工性能好，且拥有更高的压实密度。
19、(2)本专利技术提供的磷酸铁正极材料，颗粒表明其形成了稳定的碳包覆层，碳包覆层均匀，且单晶结构更稳定。
20、(3)本专利技术提供的磷酸铁极材料应用于离子电池时，能够提高离子电池的电化学性能，循环性能优异。
21、(4)通过固相法制备磷酸铁前驱体和正极材料，工艺简单，绿色环保，成本低，适合产业化生产。
22、实施方式
23、为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
24、实施例
25、本专利技术实施例提供一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
26、(1)将适量的锰盐、铁盐和磷酸盐，按照锰铁摩尔比mn:fe=5:5溶解在溶剂中，搅拌均匀得到混合溶液a。
27、(2)将步骤(1)中的混合溶液a在双氧水氧化后，通过氨水调节ph发生液相共沉淀得到料浆，将料浆进行过滤、洗涤得到滤饼，滤饼在150℃干燥2h、650℃进行烧结4h，粉碎后得到磷酸锰铁前驱体；
28、(3)将步骤(2)中的磷酸锰铁前驱体，按照摩尔比li：(mn+fe)=1.08：1分别称取碳酸锂、磷酸锰铁前驱体，按照3%的含碳量加入葡萄糖，以及1%磷酸锰铁前驱体质量的聚乙二醇，在高速混合机中混合均匀，得到混合料b；
29、(4)将步骤(3)中的混合料b在氮气保护下，650℃烧结8h，冷却粉碎过筛，得到磷酸锰铁锂正极材料。
30、对实验结果进行分析得知，在磷酸锰铁锂正极材料碳含量2.8%，粒度d50=2.51μm时，磷酸锰铁锂正极材料的振实密度0.71g/cm3，压实密度达到2.13g/cm3。
31、使用软包电池制程方法，将实施例1得到li1.08mn0.5fe0.5po4正极材料作为正极，锂片作为负极，制作成2025扣式电池。对该2025扣式电池性能测试，在0.1c、3.0~4.3v电压范围下充放电，得到2025扣式电池首次充电152.1mah/g，首次放电141.5mah/g，首次效率93.0%，中值电压3.81v。循环100周容量保持率97.4%。
32、实施例
33、本专利技术实施例提供一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：...
【技术保护点】
1.一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)分子式LiMn1-xFexPO4，中，0.3≤x≤0.5。
3.如权利要求1所述的磷酸锰铁正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的工艺为液相共沉淀法。
4.如权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中干燥采用烘箱，烧结采用马弗炉。
5.如权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中单晶磷酸锰铁前驱体粉碎的粒度D50为0.5μm-3.0μm。
6.如权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中锂源为碳酸锂，其加入量为磷酸锰铁前驱体摩尔量的0.60-0.75倍。
7.如权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中碳源为葡萄糖，其加入量为磷酸锰铁前驱体质量的10%-20%。
8.如权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征
9.如权利要求8所述的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中的磷酸锰铁锂正极材料的含碳量为1%-5%。
10.按照权利要求1-9任一项所述的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法制得的磷酸锰铁锂正极材料在电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)分子式limn1-xfexpo4，中，0.3≤x≤0.5。
3.如权利要求1所述的磷酸锰铁正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中的工艺为液相共沉淀法。
4.如权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中干燥采用烘箱，烧结采用马弗炉。
5.如权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中单晶磷酸锰铁前驱体粉碎的粒度d50为0.5μm-3.0μm。
6.如权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：周松华，秦飞飞，沈君兰，张志萍，余欣鑫，谭义凤，余胜，贾佳，
申请(专利权)人：贵州磷化新能源科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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