【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电极材料，具体涉及一种磷酸锰铁锂材料、磷酸锰铁锂材料的制备方法、电极片与锂电池。
技术介绍
1、随着便携式电子设备、电动力汽车以及大规模储能市场的不断发展，对锂电池的需求也持续增长。正极片是锂电池的关键组成部分之一，正极材料对锂电池的性能具有重要影响。橄榄石型正极材料具有较高安全性能和较低成本的优势，其中，磷酸锰铁锂和磷酸铁锂均属于橄榄石型正极材料，磷酸铁锂具有较高的安全性和循环寿命，但是电压平台较低，难以满足更高能量密度的需求；相较于磷酸铁锂，锰的高电压特性赋予磷酸锰铁锂更高的电压平台，从而具有更高的能量密度，并且磷酸锰铁锂兼顾了磷酸铁锂的高安全性、高循环寿命、成本低、环境友好等特性，磷酸锰铁锂是目前锂电池正极材料的研究热点之一。
2、在相关技术中，虽然高温固相合成法制得的磷酸锰铁锂材料能够作为锂电池的电极材料，但是随着锂电池的广泛应用，市场对锂电池的性能提出了更高的要求，例如倍率充放电性能，因此，如何提升磷酸锰铁锂的实际克容量和循环寿命具有重要意义。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种磷酸锰铁锂材料、磷酸锰铁锂材料的制备方法、电极片与锂电池，以提升磷酸锰铁锂的实际克容量和循环寿命。
2、第一方面，本专利技术的实施例提供了一种磷酸锰铁锂材料，所述磷酸锰铁锂材料包括内核和包覆于所述内核的外表面的包覆层；
3、其中，所述内核的材料包括具有非化学计量组成的li、m和po4，m为feymnxdz，其中，d为金属元素，并且所述金属元素不
4、在所述磷酸锰铁锂材料中，li的摩尔量对a的比值为1.01～1.10，li的摩尔量对po4的摩尔量的比值为0.95～1.10，a对po4的摩尔量的比值为0.90～1.15。
5、在本专利技术的一些实施例中，在所述磷酸锰铁锂材料中，li的摩尔量对a的比值为1.03～1.07，和/或li的摩尔量对po4的摩尔量的比值为1.00～1.05，和/或a对po4的摩尔量的比值为0.95～1.10。
6、在本专利技术的一些实施例中，所述内核的d50粒径小于10μm。
7、在本专利技术的一些实施例中，所述碳材料的质量占所述磷酸锰铁锂材料的总质量的0.5％～3％；和/或
8、所述包覆层的厚度为3nm～5nm。
9、在本专利技术的一些实施例中，所述碳材料的d带与g带的比值为id/ig，0.50＜id/ig＜0.95。
10、在本专利技术的一些实施例中，在m中，d选自mg、ti、v、ni、co、al、nb、nd、y、mo、sr、la、zr、b以及ca中的一种或多种；和/或
11、在m中，0.1＜x＜0.9，0.1＜y＜0.5，0＜z＜0.5。
12、第二方面，本专利技术的实施例提供了一种磷酸锰铁锂材料的制备方法，用于制备如第一方面中任意一种所述的磷酸锰铁锂材料，所述的制备方法包括如下步骤：
13、提供包括锂源、锰源、铁源、磷源、碳源和d源的第一浆料；
14、对第一浆料进行研磨处理，获得第二浆料；
15、对所述第二浆料进行喷雾干燥处理，获得预烧物料；以及
16、在保护气体的氛围下，对所述预烧物料进行烧结处理，获得具有包覆层的磷酸锰铁锂材料，所述包覆层的材料为碳材料。
17、可选地，所述烧结处理的温度为600℃～800℃，所述烧结处理的时间为4h～8h；和/或
18、所述烧结处理的步骤之后且所述获得磷酸锰铁锂材料的步骤之前，所述磷酸锰铁锂材料的制备方法还包括步骤：对完成所述烧结处理获得的烧料进行粉碎处理，然后将粉碎后的物料过150目～200目的筛网以进行筛分处理，通过所述筛网的物料为所述磷酸锰铁锂材料；和/或
19、所述保护气体选自氮气、氩气、氦气、氩气、氖气、氪气以及氙气中的一种或多种。
20、第三方面，本专利技术的实施例提供了一种电极片，所述电极片包括如第一方面中任意一种所述的磷酸锰铁锂材料、或如第二方面中任意一种所述的制备方法制得的磷酸锰铁锂材料。
21、第四方面，本专利技术的实施例提供了一种锂电池，所述锂电池包括一个或多个电芯单元，所述电芯单元包括依次层叠设置的一正极片、一隔膜以及一负极片，所述正极片包括正极集流体以及设置于所述正极集流体的表面的正极活性材料层，所述正极活性材料层的材料包括如第一方面中任意一种所述的磷酸锰铁锂材料、或如第二方面中任意一种所述的制备方法制得的磷酸锰铁锂材料。
22、本专利技术提供了一种磷酸锰铁锂材料、磷酸锰铁锂材料的制备方法、电极片与锂电池，具有如下技术效果：
23、在所述磷酸锰铁锂材料中，内核中li、m和po4三者之间具有特定的摩尔比例，使得磷酸锰铁锂材料具有良好的结构稳定性、实际克容量和循环寿命，若li的摩尔量对a的比值低于1.01(即li含量较低)，则会导致实际克容量降低，若li的摩尔量对a的比值大于1.10(即li含量较高)，则当磷酸锰铁锂材料遭受水浸润时，磷酸锰铁锂材料表面的残碱量会升高，残碱量过高则会出现锂电池“胀气”的问题，导致锂电池的循环性能下降。
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1.一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂材料包括内核和包覆于所述内核的外表面的包覆层；
2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂材料，其特征在于，在所述磷酸锰铁锂材料中，Li的摩尔量对A的比值为1.03～1.07，和/或Li的摩尔量对PO4的摩尔量的比值为1.00～1.05，和/或A对PO4的摩尔量的比值为0.95～1.10。
3.根据权利要求1或2所述的磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述内核的D50粒径小于10μm。
4.根据权利要求1或2所述的磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述碳材料的质量占所述磷酸锰铁锂材料的总质量的0.5％～3％；和/或
5.根据权利要求4所述的磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述碳材料的D带与G带的比值为ID/IG，0.50＜ID/IG＜0.95。
6.根据权利要求1或2所述的磷酸锰铁锂材料，其特征在于，在M中，D选自Mg、Ti、V、Ni、Co、Al、Nb、Nd、Y、Mo、Sr、La、Zr、B以及Ca中的一种或多种；和/或
7.一种磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述烧结处理的温度为600℃～800℃，所述烧结处理的时间为4h～8h；和/或
9.一种电极片，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项中所述的磷酸锰铁锂材料、或如权利要求7或8所述的制备方法制得的磷酸锰铁锂材料。
10.一种锂电池，其特征在于，包括一个或多个电芯单元，所述电芯单元包括依次层叠设置的一正极片、一隔膜以及一负极片，所述正极片包括正极集流体以及设置于所述正极集流体的表面的正极活性材料层，所述正极活性材料层的材料包括如权利要求1至6任一项中所述的磷酸锰铁锂材料、或如权利要求7或8所述的制备方法制得的磷酸锰铁锂材料。
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂材料包括内核和包覆于所述内核的外表面的包覆层；
2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂材料，其特征在于，在所述磷酸锰铁锂材料中，li的摩尔量对a的比值为1.03～1.07，和/或li的摩尔量对po4的摩尔量的比值为1.00～1.05，和/或a对po4的摩尔量的比值为0.95～1.10。
3.根据权利要求1或2所述的磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述内核的d50粒径小于10μm。
4.根据权利要求1或2所述的磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述碳材料的质量占所述磷酸锰铁锂材料的总质量的0.5％～3％；和/或
5.根据权利要求4所述的磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述碳材料的d带与g带的比值为id/ig，0.50＜id/ig＜0.95。
6.根据权利要求1或2所述的磷酸锰铁锂材料，其特征在于，在m中，d选自mg、ti、v、ni、co...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴婷婷，刘范芬，温圣耀，高建行，陈勐，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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