【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池正极材料，尤其涉及一种磷酸锰铁锂材料及复合碳源包覆方法和应用。
技术介绍
1、锂电池的正极材料是锂电池的重要组成部分，对锂电池的各项性能起到决定性作用。目前，正极材料主要为磷酸盐系正极材料（包括lifepo4、limnpo4、licopo4、linipo4等），其中商业化最广的是磷酸铁锂材料（lifepo4，简称lfp），但是磷酸铁锂材料的能量密度已接近理论上限，难以对其进一步改进；因此，由磷酸铁锂材料和磷酸锰锂材料复合而成的磷酸锰铁锂材料（limnxfeypo4），以其170mah/g以上的理论克容量及3.7 v左右的放电平台，成为新一代锂电池的理想材料。
2、目前，磷酸锰铁锂材料的能量密度仍不及成熟的磷酸铁锂材料，主要体现在压实密度及克容量难以同时优于磷酸铁锂材料，故难以取代磷酸铁锂材料。
3、具体地，在磷酸锰铁锂材料及磷酸铁锂材料的烧结体系中，均主要采用葡萄糖、蔗糖等常规碳源作为构建导电网络的基础。对此，申请人发现常规的导电网络方案虽然适用于导电性较优的磷酸铁锂材料，但却不适用导电性较差的磷酸锰铁锂材料。
4、因为对于磷酸铁锂材料而言，导电网络的增加，能够提高其碳含量，从而改善上述磷酸铁锂材料的导电性能。但对于磷酸锰铁锂材料而言，因为磷酸锰铁锂材料电导率和锂离子扩散速率极低，即磷酸锰铁锂材料导电性较磷酸锰锂材料不足；因此，该导电网络的方案对磷酸锰铁锂材料的导电性提升有限，并且导电网络的引入会降低磷酸锰铁锂材料的压实密度，导电性能增加的同时，却带来了压实密度的下降，难以
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种磷酸锰铁锂材料及复合碳源包覆方法和应用，以解决当前磷酸锰铁锂材料因无法同时提高压实密度及克容量而导致能量密度不足的技术问题。
2、为达此目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种磷酸锰铁锂材料，包括磷酸锰铁锂颗粒和导电网络结构，所述导电网络结构至少由第一碳源、第二碳源及第三碳源烧结而成；
4、其中，所述第一碳源为氨基酸，所述第二碳源为淀粉或纤维素，所述第三碳源为乙二醇。
5、可选地，所述氨基酸包括亲水性甘氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸及苏氨酸中的一种。
6、可选地，所述氨基酸包括半胱氨酸。
7、一种复合碳源包覆方法，用于制作如上所述的磷酸锰铁锂材料，包括：
8、提供浆料；所述浆料包括锂源、铁源、锰源、第一碳源、第二碳源、第三碳源及掺杂添加剂；
9、对所述浆料进行研磨；
10、对研磨的浆料进行喷雾干燥，得到喷雾粉体；
11、对所述喷雾粉体进行高温烧结，得到烧结粉体；
12、对烧结粉体进行粉碎，得到磷酸锰铁锂材料。
13、可选地，所述提供浆料包括：
14、称取碳酸锂、磷酸铁及磷酸氢锰；
15、称取第一碳源、第二碳源及第三碳源；
16、称取掺杂添加剂；
17、以水为溶剂混合锂源、铁源、锰源、第一碳源、第二碳源、第三碳源及掺杂添加剂，得到浆料。
18、可选地，称取碳酸锂的过程中，所述碳酸锂按照固定比例计算摩尔量的0.95-1.25倍进行称取。
19、可选地，称取第一碳源的过程中，所述第一碳源按3-6%重量百分比称取。
20、可选地，称取第二碳源的过程中，所述第二碳源按3-6%重量百分比称取。
21、可选地，在所述对所述浆料进行研磨之前，还包括：
22、对第二碳源依次进行糊化处理、干燥处理及破碎处理。
23、一种锂电池，包括正极片，所述正极片包括上述的磷酸锰铁锂材料，或，包括上述的复合碳源包覆方法制取的磷酸锰铁锂材料。
24、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
25、本专利技术提供的磷酸锰铁锂材料及复合碳源包覆方法和应用，其进行烧结时，导电网络结构至少由氨基酸、乙二醇及淀粉或纤维素烧结而成；其中，因氨基酸的熔点较高，可尽量减少分解前因为熔化造成碳分布的不均匀，且淀粉或纤维素具备可溶且分解温度居中的特点，在烧结的过程中形成均一性更高的第四碳源，且该第四碳源配合乙二醇这种大分子碳源在高温下形成均一分布的碳结构，有效提高了磷酸锰铁锂材料的压实密度；另外，三种碳源分别在不同的温度分解形成不同的形态，三种形态颗粒由大到小，形成更为合理的分散和接触面，且增加了磷酸锰铁锂材料的碳含量，使得磷酸锰铁锂材料的克容量得到提升，令导电性得到提高。因此，本专利技术中的磷酸锰铁锂材料具备压实密度高及克容量高的优点，使得能量密度得到提高。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，包括磷酸锰铁锂颗粒和导电网络结构，所述导电网络结构至少由第一碳源、第二碳源及第三碳源烧结而成；
2.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述氨基酸包括亲水性甘氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸及苏氨酸中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述氨基酸包括半胱氨酸。
4.一种复合碳源包覆方法，其特征在于，用于制作如权利要求1-3中任意一项所述的磷酸锰铁锂材料，包括：
5.根据权利要求4所述的一种复合碳源包覆方法，其特征在于，所述提供浆料包括：
6.根据权利要求5所述的一种复合碳源包覆方法，其特征在于，称取碳酸锂的过程中，所述碳酸锂按照固定比例计算摩尔量的0.95-1.25倍进行称取。
7.根据权利要求5所述的一种复合碳源包覆方法，其特征在于，称取第一碳源的过程中，所述第一碳源按3-6%重量百分比称取。
8.根据权利要求5所述的一种复合碳源包覆方法，其特征在于，称取第二碳源的过程中，所述第二碳源按3-6%重量百分比称取。p>
9.根据权利要求5所述的一种复合碳源包覆方法，其特征在于，在所述对所述浆料进行研磨之前，还包括：
10.一种锂电池，其特征在于，包括正极片，所述正极片包括权利要求1至3中任意一项所述的磷酸锰铁锂材料，或，包括如权利要求4至9中任意一项所述的复合碳源包覆方法制取的磷酸锰铁锂材料。
...【技术特征摘要】
1.一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，包括磷酸锰铁锂颗粒和导电网络结构，所述导电网络结构至少由第一碳源、第二碳源及第三碳源烧结而成；
2.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述氨基酸包括亲水性甘氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺、丝氨酸及苏氨酸中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述氨基酸包括半胱氨酸。
4.一种复合碳源包覆方法，其特征在于，用于制作如权利要求1-3中任意一项所述的磷酸锰铁锂材料，包括：
5.根据权利要求4所述的一种复合碳源包覆方法，其特征在于，所述提供浆料包括：
6.根据权利要求5所述的一种复合碳源包覆方法，其特征在于，称取碳...
【专利技术属性】
技术研发人员：司徒白雪，金晶，李良，李健，
申请(专利权)人：深圳中芯能科技有限公司，
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。