【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新材料，具体涉及一种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(lmfp)是在lfp的基础上添加锰元素后获得的一种正极材料，锰的掺杂可使lmfp具有更高的电压平台(4.1vvs3.4v)，电池的能量密度提升15％左右，是一种具有极大应用前景的正极材料。当前lmfp正极材料还处于产业化初期，其主要原因是lmfp电子导电率和离子扩散速率较低，首次库伦效率低，循环性能差，这严重影响其商业落地。因此，如何提高lmfp材料的电子导电、离子传输速率以及循环稳定性是当前的技术关键。。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术公开了一种磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法，在常规的包覆c方法上，再进行固态电解质包覆，固态电解质作为快离子导体，有效改善材料离子电导率，从而改善材料倍率、dcr等。
2、为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术首先提供一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：
4、s1. 制备lmfp前驱体；
5、s2. 制备lmfp半成品；
6、s3.将步骤s2制备的lmfp半成品、碳源、固态电解质、去离子水，固含量40%，进行研磨，控制研磨最终粒径d50为0.35um，进行喷雾干燥，干燥物料在氮气气氛下烧结得到双包覆lmfp成品，其中碳源加入的量使得最终制备得到的磷酸锰铁锂材料的碳含量为1.0～2.0wt％；固态电解质的加入量使得最终制备得到的磷酸锰铁锂材料的包覆量
7、进一步地，步骤s3所述固态电解质选自latp（磷酸铝钛锂）、lazo（锂镧锆氧）、lagp（磷酸锗铝锂）、llto（钛酸镧锂）、llzto（锂镧锆钽氧）中一种或多种。
8、优选地，步骤s3所述固态电解质选用latp。
9、进一步地，步骤s1所述制备lmfp前驱体，具体是：将铁源、锰源、磷源、络合剂、去离子水共沉淀，其中(fe+mn)/p的摩尔比控制在0.96～0.99，压滤洗涤干燥，在氮气气氛下600℃下烧结5h得到lmfp前驱体，络合剂加入量按生成lmfp前驱体的0.3-0.6wt%，lmfp前驱体为(mnxfe(1-x))3(po4)2·yh2o。
10、进一步地，步骤s2所述制备lmfp半成品，具体是，将步骤s1制备的lmfp前驱体、锂盐、碳源、补充磷源、去离子水，固含量40%，进行研磨后再喷雾干燥，干燥物料在氮气气氛下600℃烧结10h得到lmfp半成品；其中锂盐加入量为摩尔比li/(fe+mn)＝1.02～1.05；补充磷源的加入量按照摩尔比fe/p＝0.96～0.99的比例确定；碳源的加入量按照碳含量为lmfp前驱体1-2wt%；
11、进一步地，步骤s3所述研磨，控制最终研磨粒径d50为0.4-0.5um；步骤s3所述烧结为750℃烧结10h。
12、进一步地，步骤s1所述铁源为硫酸亚铁、硝酸亚铁、醋酸亚铁中一种或多种；所述磷源、补充磷源均选自磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种或多种；所述锰源为硫酸亚锰、硝酸亚锰、醋酸亚锰中的一种或多种；所述络合剂为柠檬酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、葡萄糖酸钠和海藻酸钠中的一种或几种。
13、进一步地，步骤s1所述烧结是在600℃下烧结5h；步骤s2所述烧结为600℃烧结10h；步骤s3所述烧结为750℃烧结10h。
14、进一步地，步骤s2中所述锂盐为碳酸锂、硝酸锂、氢氧化锂中的一种或多种。
15、进一步地，步骤s2、步骤s3中所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、聚乙二醇（peg）、聚乙烯醇中的一种或多种。
16、本专利技术还提供一种用上述的方法制备的磷酸锰铁锂正极材料。
17、本专利技术的有益效果为：
18、本专利技术在常规的包覆c方法上，再进行固态电解质包覆，固态电解质作为快离子导体，有效改善材料离子电导率，从而改善材料倍率、dcr等。
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1.一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3所述固态电解质选自LATP、LAZO、LAGP、LLTO、LLZTO中一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3所述固态电解质选用LATP。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述制备LMFP前驱体，具体是：将铁源、锰源、磷源、络合剂、去离子水共沉淀，其中(Fe+Mn)/P的摩尔比控制在0.96～0.99，压滤洗涤干燥，在氮气气氛下600℃下烧结5h得到LMFP前驱体，络合剂加入量按生成LMFP前驱体的0.3-0.6wt%，LMFP前驱体为(MnxFe(1-x))3(PO4)2·yH2O。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2所述制备LMFP半成品，具体是，将步骤S1制备的LMFP前驱体、锂盐、碳源、补充磷源、去离子水，固含量40%，进行研磨后再喷雾干
6.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3所述研磨，控制最终研磨粒径D50为0.4-0.5um；步骤S3所述烧结为750℃烧结10h。
7.根据权利要求4所述的一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述铁源为硫酸亚铁、硝酸亚铁、醋酸亚铁中一种或多种；所述磷源、补充磷源均选自磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种或多种；所述锰源为硫酸亚锰、硝酸亚锰、醋酸亚锰中的一种或多种；所述络合剂为柠檬酸、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、乙二胺四乙酸四钠、葡萄糖酸钠和海藻酸钠中的一种或几种。
8.根据权利要求5所述的一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中所述锂盐为碳酸锂、硝酸锂、氢氧化锂中的一种或多种，所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、聚乙二醇（PEG）、聚乙烯醇中的一种或多种。
9.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、聚乙二醇（PEG）、聚乙烯醇中的一种或多种。
10.一种用权利要求1-9之一所述方法制备的磷酸锰铁锂正极材料。
...【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，该方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s3所述固态电解质选自latp、lazo、lagp、llto、llzto中一种或多种。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s3所述固态电解质选用latp。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1所述制备lmfp前驱体，具体是：将铁源、锰源、磷源、络合剂、去离子水共沉淀，其中(fe+mn)/p的摩尔比控制在0.96～0.99，压滤洗涤干燥，在氮气气氛下600℃下烧结5h得到lmfp前驱体，络合剂加入量按生成lmfp前驱体的0.3-0.6wt%，lmfp前驱体为(mnxfe(1-x))3(po4)2·yh2o。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2所述制备lmfp半成品，具体是，将步骤s1制备的lmfp前驱体、锂盐、碳源、补充磷源、去离子水，固含量40%，进行研磨后再喷雾干燥，干燥物料在氮气气氛下600℃烧结10h得到lmfp半成品；其中锂盐加入量为摩尔比li/(fe+mn)＝1.02～1.05；补充磷...
【专利技术属性】
技术研发人员：张洪，钟文彬，马明远，崔胜弼，胡德鹏，冯尧，
申请(专利权)人：湖州耀宁固态电池研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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