【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，更具体地，尤其涉及一种磷酸锰铁锂材料的制备方法，磷酸锰铁锂材料，以及该磷酸锰铁锂材料的应用。
技术介绍
1、作为当前综合性能最优异的二次电池代表，锂离子电池的商业化最早可以追溯至20世纪90年代，经过多年的研究，磷酸锰铁锂材料成为目前锂离子电池领域中性能较好的一种技术路线。
2、常规的磷酸锰铁锂及其前驱体的制备方法包括高温固相法、溶胶凝胶法和共沉淀法等，采用常规单一的制备方法，制得的前驱体或磷酸锰铁锂材料压实密度较低，导致应用于正极材料及相应的电池的电化学比容量较低，不能满足高性能应用需求。
3、目前已知的采用前驱体二级配方式制备磷酸锰铁锂材料的方案，然而该方案新增了研磨工艺制备不同粒径颗粒前驱体，工艺复杂度提高，并且材料的元素均匀度不能保证，实际上仍然不能实际获得满足高性能要求的磷酸锰铁锂材料。
技术实现思路
1、鉴于以上内容，本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出了一种磷酸锰铁锂材料的制备方法，磷酸锰铁锂材料及锂离子电池。通过本专利技术提供的磷酸锰铁锂材料的制备方法，得到具有稳定级配结构，高均匀磷酸锰铁锂元素分布及金属掺杂，以及致密均匀的碳包覆层，能够优选提高材料电化学性能。同时，该磷酸锰铁锂材料的制备方法工艺流程简单，适于大规模工业生产中应用。
2、为此，第一方面，本专利技术实施例提供了一种磷酸锰铁锂材料的制备方法，所述制备方法包括：
3、s10、按照一定比例，将铁源、锰源、
4、s20、按照一定比例，将无水亚锰铁前驱体、磷酸锂、碳源、掺杂剂和去离子水混合，进行搅拌分散、湿法研磨、喷雾干燥、第二烧结，得到磷酸锰铁锂中间体；
5、s30、按照一定比例，将磷酸锰铁锂中间体、磷酸铁、碳酸锂、碳源、掺杂剂和去离子水混合，进行搅拌分散、湿法研磨、喷雾干燥、第三烧结，得到所述磷酸锰铁锂材料。
6、优选地，所述锰源包括硫酸锰、氯化锰、草酸锰、醋酸锰中的至少一种；及/或，
7、所述铁源包括硫酸亚铁、氯化亚铁、草酸亚铁、醋酸亚铁中的至少一种。
8、优选地，所述磷酸亚锰铁前驱体的铁锰与磷摩尔比(fe+mn)/p在1.465-1.48，锂与铁锰摩尔比li/(fe+mn)在1.02-1.05。
9、优选地，所述碳源包括葡萄糖、聚乙二醇、柠檬酸中的至少一种；较佳地，所述碳源的加入量满足占目标制备磷酸锰铁锂材料质量比在1.5wt％-2.0wt％。
10、优选地，所述掺杂剂包括mg、v、zr、nb、in、al、co和ni中至少一种的化合物；较佳地，所述掺杂剂的加入量满足占目标制备磷酸锰铁锂材料质量比在0.2wt％-0.5wt％。
11、优选地，所述磷酸锰铁锂中间体与所述磷酸铁混合后的mn:fe的摩尔比在(4-6):(6-4)。
12、优选地，所述湿法研磨控制粒径d50在0.3μm-0.6μm；及/或，
13、所述喷雾干燥的进风温度在220℃-280℃，出风温度在90℃-110℃。
14、优选地，所述第二烧结的烧结温度在400℃-600℃、烧结时间在4h-6h；及/或
15、所述第三烧结的烧结温度在700℃-800℃，烧结时间在8h-12h。
16、第二方面，本专利技术实施例还提供了一种磷酸锰铁锂材料，所述磷酸锰铁锂材料由上述第一方面所述的制备方法制得。
17、第三方面，本专利技术实施例还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池包括：由上述第二方面所述的磷酸锰铁锂材料制得的电池正极。
18、本专利技术实施例提供的磷酸锰铁锂材料的制备方法，先制备掺杂型磷酸锰铁锂中间体，再与磷酸铁混合掺杂碳包覆烧结，使得不同形貌的磷酸锰铁锂中间体及磷酸铁产生级配，并进一步形成致密均匀碳包覆层，磷酸锰铁锂中间体与大颗粒、高容量的磷酸铁级配结合紧实，实现高压实密度，从而获得优良的电化学性能；将磷酸锰铁锂材料作为正极材料进一步制得的锂离子电池，也能够获得优良性能。同时，该制备方法的工艺流程简洁、设备需求低，适于大规模工业生产中应用。
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1.一种磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述锰源包括硫酸锰、氯化锰、草酸锰、醋酸锰中的至少一种；及/或，
3.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述磷酸亚锰铁前驱体的铁锰与磷摩尔比(Fe+Mn)/P在1.465-1.48，锂与铁锰摩尔比Li/(Fe+Mn)在1.02-1.05。
4.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述碳源包括葡萄糖、聚乙二醇、柠檬酸中的至少一种；较佳地，所述碳源的加入量满足占目标制备磷酸锰铁锂材料质量比在1.5wt％-2.0wt％。
5.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述掺杂剂包括Mg、V、Zr、Nb、In、Al、Co和Ni中至少一种的化合物；较佳地，所述掺杂剂的加入量满足占目标制备磷酸锰铁锂材料质量比在0.2wt％-0.5wt％。
6.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述磷酸锰铁锂中间体与所述磷酸铁混合后的Mn:
7.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述湿法研磨控制粒径D50在0.3μm-0.6μm；及/或，
8.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述第二烧结的烧结温度在400℃-600℃、烧结时间在4h-6h；及/或
9.一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂材料由权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括：由权利要求9所述的磷酸锰铁锂材料制得的电池正极。
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述锰源包括硫酸锰、氯化锰、草酸锰、醋酸锰中的至少一种；及/或，
3.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述磷酸亚锰铁前驱体的铁锰与磷摩尔比(fe+mn)/p在1.465-1.48，锂与铁锰摩尔比li/(fe+mn)在1.02-1.05。
4.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述碳源包括葡萄糖、聚乙二醇、柠檬酸中的至少一种；较佳地，所述碳源的加入量满足占目标制备磷酸锰铁锂材料质量比在1.5wt％-2.0wt％。
5.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，所述掺杂剂包括mg、v、zr、nb、in、al、co和ni中至少一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙杰，夏亚平，程光春，朱曼玲，王凯，何中林，何健豪，
申请(专利权)人：湖北融通高科先进材料集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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