【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种改性磷酸铁锰锂及其制备方法和应用、含其的正极材料。
技术介绍
1、cn108832119a采用碳掺杂并通过喷雾干燥法制备得到碳掺杂磷酸铁锰锂，改善了低的电子导电能力，但对离子传输性能并没有较大的改善。
2、现有技术通过在磷酸铁锰锂材料中掺杂金属离子来实现稳定结构、改善循环寿命和放电容量的效果，如cn113224278a公开了一种改性磷酸铁锰锂材料，其包括镁掺杂磷酸铁锰锂核层以及包覆在镁掺杂磷酸铁锰锂核层表面的含硼包覆层；cn111276693a通过mg、ca、co、ni、cu、zn、al、ga、sc、y、la、ti、zr、v、nb、cr、mo等金属掺杂磷酸铁锰锂。然而上述技术并没有从根本上解决磷酸铁锰锂电子导电能力低和离子传输性能差的问题，导致倍率性能没有发生大的提高。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中磷酸铁锰锂正极材料中倍率性能差的缺陷，提供了一种改性磷酸铁锰锂及其制备方法和应用、含其的正极材料。本专利技术提供的制备方法操作简单，成本低廉，制得的改性磷酸铁锰锂离子迁移性能提高，电子传输速率提升，在保证具有较高的充放电容量的条件下，提高了倍率性能。
2、本专利技术通过下述技术方案来解决上述技术问题。
3、本专利技术提供了一种改性磷酸铁锰锂的制备方法，其包括如下步骤：
4、s1.将银源、锰源、铁源、磷源和含锂源溶液的混合物进行水热反应得到中间物；所述锂源和所述银源的摩尔比为1:(0.01
5、s2.将所述中间物与碳源混合后进行球磨反应、热处理即可。
6、s1中，所述银源的种类可为本领域常规的含银元素的化合物溶液，优选为硝酸银或硫酸银，例如硝酸银。
7、s1中，所述锂源和所述银源的摩尔比优选为1：(0.026～0.230)，更优选为1：(0.040～0.230)，例如1:0.041、1:0.128、0.025或1:0.222。
8、s1中，所述锰源的种类可为本领域常规，优选为mnso4 h2o或mn(ch3coo)2 4h2o，例如mnso4 h2o。
9、s1中，所述锂源和所述锰源的摩尔比可为1:(1.010～1.120)，例如1:1.020、1:1.064或1:1.111。
10、s1中，所述铁源的种类可为本领域常规，优选为fe(no3)3、feso4 7h2o或fe(ch3coo)2，例如feso4 7h2o。
11、s1中，所述锂源和所述铁源的摩尔比可为1:(1.010～1.120)，例如1:1.020、1:1.064或1:1.111。
12、s1中，所述磷源的种类可为本领域常规，优选为h3po4或nh4h2po4，例如h3po4。
13、s1中，所述锂源和所述磷源的摩尔比可为1:(2.020～2.240)，例如1:2.040、1:2.128或1:2.222。
14、s1中，所述含锂源溶液中，锂源的种类可为本领域常规，优选为li2co3、lioh或ch3cooli，例如li2co3。
15、s1中，所述含锂源溶液中，溶剂可为去离子水和醇类物质。
16、其中，所述醇类物质优选为乙二醇。乙二醇可以提高颗粒的结晶性，有利于颗粒分散性。
17、其中，所述去离子水和所述醇类物质的体积比可为1:1。
18、s1中，优选地，所述混合物通过以下步骤制得：将所述磷源滴加至所述含锂源溶液中，搅拌至得到白色悬浊液；再加入所述锰源、所述铁源和所述银源，搅拌。
19、其中，所述滴加的速度可为50～70滴/分钟，例如60滴/分钟。
20、其中，所述搅拌的速度可为800～1200r/min，例如1000r/min。
21、s1中，所述水热反应的温度可为本领域常规，优选为160～200℃，例如200℃。
22、s1中，所述水热反应的时间可为本领域常规，优选为15～20h，例如20h。
23、s1中，所述水热反应后还可进行本领域常规的离心分离取沉淀、洗涤和干燥的操作。
24、其中，所述洗涤的操作可为本领域常规，优选为用去离子水和乙醇交替清洗。
25、其中，所述干燥的温度可为本领域常规，优选为60～100℃，例如80℃。
26、s2中，所述碳源的种类可为本领域常规，优选为葡萄糖、乳糖、蔗糖、麦芽糖、酚醛树脂、石墨、碳纳米管、石墨烯、聚乙二醇和环氧树脂中的一种或多种，例如葡萄糖。
27、s2中，所述中间物与所述碳源的质量比可为本领域常规，优选为10:(1～5)，例如10:3。
28、s2中，所述球磨反应的转速可为本领域常规，优选为200～300rpm，例如250rpm。
29、s2中，所述球磨反应的时间可为本领域常规，优选为10～14h，例如12h。
30、s2中，所述球磨反应可在本领域常规的球磨机中进行。
31、s2中，所述热处理前还可包括干燥的操作。
32、其中，所述干燥的温度可为本领域常规，优选为60～100℃，例如80℃。
33、s2中，优选地，所述热处理在惰性气氛的保护下进行；所述惰性气氛一般是指不参与体系反应的气体形成的气氛，不局限于惰性气体，还可以为氮气。例如，所述惰性气氛中的气体可为氮气、氦气、氩气和氦气中的一种或多种，又例如氩气；
34、s2中，所述热处理的温度可为500～600℃，例如550℃。
35、s2中，所述热处理的时间可为5～10h，例如5h。
36、s2中，所述热处理后还可包括粉碎、过筛的操作。
37、其中，所述过筛的目数可为80～120目，例如100目。
38、本专利技术还提供了一种改性磷酸铁锰锂，其采用上述的制备方法制得。
39、本专利技术还提供了一种上述改性磷酸铁锰锂在正极材料中的应用。
40、本专利技术还提供了一种正极材料，其包括上述的改性磷酸铁锰锂。
41、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本专利技术各较佳实例。
42、本专利技术所用试剂和原料均市售可得。
43、本专利技术的积极进步效果在于：
44、本专利技术通过ag取代部分li位，增大了磷酸铁锰锂晶格中的离子扩散通道，提高了离子迁移性能；同时，ag掺杂还引起体积变化，提升了电子的传输速率，进一步增加了制得的改性磷酸铁锰锂产品的导电性能，在保证其具有较高的充放电容量的条件下，提高了倍率性能。此外，本专利技术提出的制备方法操作简单，成本低廉，易于实现，具有规模化生产的潜力。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种改性磷酸铁锰锂的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的改性磷酸铁锰锂的制备方法，其特征在于，S1中，所述银源的种类为硝酸银或硫酸银，例如硝酸银；
3.如权利要求1所述的改性磷酸铁锰锂的制备方法，其特征在于，S1中，所述含锂源溶液中，锂源的种类为Li2CO3、LiOH或CH3COOLi，例如Li2CO3；
4.如权利要求1所述的改性磷酸铁锰锂的制备方法，其特征在于，S1中，所述水热反应的温度为160～200℃，例如200℃；
5.如权利要求1所述的改性磷酸铁锰锂的制备方法，其特征在于，S2中，所述碳源的种类为葡萄糖、乳糖、蔗糖、麦芽糖、酚醛树脂、石墨、碳纳米管、石墨烯、聚乙二醇和环氧树脂中的一种或多种，例如葡萄糖；
6.如权利要求1所述的改性磷酸铁锰锂的制备方法，其特征在于，S2中，所述球磨反应的转速为200～300rpm，例如250rpm；
7.如权利要求1所述的改性磷酸铁锰锂的制备方法，其特征在于，S2中，所述热处理在惰性气氛的保护下进行；所述惰性气氛中的气体优选为氮气、氦气
8.一种改性磷酸铁锰锂，其特征在于，其采用如权利要求1～7中任一项所述的制备方法制得。
9.一种如权利要求8所述的改性磷酸铁锰锂在正极材料中的应用。
10.一种正极材料，其特征在于，其包括如权利要求8所述的改性磷酸铁锰锂。
...【技术特征摘要】
1.一种改性磷酸铁锰锂的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的改性磷酸铁锰锂的制备方法，其特征在于，s1中，所述银源的种类为硝酸银或硫酸银，例如硝酸银；
3.如权利要求1所述的改性磷酸铁锰锂的制备方法，其特征在于，s1中，所述含锂源溶液中，锂源的种类为li2co3、lioh或ch3cooli，例如li2co3；
4.如权利要求1所述的改性磷酸铁锰锂的制备方法，其特征在于，s1中，所述水热反应的温度为160～200℃，例如200℃；
5.如权利要求1所述的改性磷酸铁锰锂的制备方法，其特征在于，s2中，所述碳源的种类为葡萄糖、乳糖、蔗糖、麦芽糖、酚醛树脂、石墨、碳纳米管、...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄凯，汪涛，
申请(专利权)人：上海电气国轩新能源科技南通有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。