【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池，具体而言，涉及一种改性磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法与正极片和电池。
技术介绍
1、随着锂离子电池的应用，商品化的产品对锂离子电池的性价比要求越来越高，主要体现在各电池厂对电池每瓦时的成本竞争越来越激烈。最近几年磷酸铁锂的市场占比已经实现对三元的反超，一方面是因为磷酸铁锂更安全，另一方案是因为磷酸铁锂的价格更低。随着材料技术的发展，磷酸锰铁锂越来越得到产业界的重视。磷酸锰铁锂相比于磷酸铁锂，克容量相当，但磷酸锰铁锂的电压高于磷酸铁锂，所以磷酸锰铁锂电池的理论成本是低于磷酸铁锂的，所以材料端、电池端和整车厂对磷酸锰铁锂的研究逐渐深入。
2、磷酸锰铁锂在磷酸铁锂基础之上引入了锰，所以其导电性和导离子性相比于磷酸铁锂更差，在电池应用上表现为倍率性能差，另外，锰离子易发生歧化反应导致材料循环性能差。
3、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种改性磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法与正极片和电池，以解决或改善上述技术问题。
2、本申请可这样实现：
3、第一方面，本申请提供一种改性磷酸锰铁锂正极材料，其包括磷酸锰铁锂内核以及包覆于磷酸锰铁锂内核外侧的包覆层，磷酸锰铁锂内核具有由磷酸铁锰锂和磷酸钛铝锂共同形成的超晶格结构；包覆层中的包覆物包括磷酸钛铝锂和碳。
4、第二方面，本申请提供一种如前述实施方式的改性磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：将具有由磷酸铁锰锂和磷酸钛铝锂共同形成的
5、在可选的实施方式中，磷酸锰铁锂材料的制备包括：将锰铁氧化物、铝钛氧化物以及锂源和磷源固相混合，随后固相烧结。
6、在可选的实施方式中，锰铁氧化物的化学式为(mnxfe1-x)mon，其中，0＜x＜1，1:1≤m:n≤1:2，0<n≤4；
7、或，铝钛氧化物的化学式为alxti2-xok，其中0＜x＜2，k＝4-0.5x；
8、或，锂源包括氢氧化锂和碳酸锂中的至少一种；
9、或，磷源包括磷酸二氢锂和磷酸二氢铵中的至少一种。
10、在可选的实施方式中，锰铁氧化物的摩尔重量大于铝钛氧化物的摩尔重量；
11、或，锰铁氧化物的平均粒径大于铝钛氧化物的平均粒径。
12、在可选的实施方式中，固相烧结的温度为350-900℃，固相烧结的时间不超过24h。
13、在可选的实施方式中，聚偏二氟乙烯溶液中的溶剂为n-甲基吡硌烷酮，聚偏二氟乙烯在聚偏二氟乙烯溶液中的重量百分比不超过20％；
14、或，聚偏二氟乙烯溶液中分散的磷酸钛铝锂的质量百分数不超过10％。
15、在可选的实施方式中，聚偏二氟乙烯溶液中分散的磷酸钛铝锂的重量小于磷酸锰铁锂材料的重量的20％；
16、或，聚偏二氟乙烯溶液中分散的磷酸钛铝锂的平均粒径小于磷酸锰铁锂材料的平均粒径。
17、在可选的实施方式中，煅烧温度为300-800℃，煅烧时间不超过24h。
18、第三方面，本申请提供一种正极片，制备正极片的浆料中含有前述实施方式的改性磷酸锰铁锂正极材料。
19、在可选的实施方式中，浆料中还含有层状多元酸锂正极材料、尖晶石型锰酸锂正极材料、层状富锰锂基正极材料、橄榄石型磷酸铁锂正极材料和橄榄石型磷酸锰锂正极材料中的至少一种。
20、第四方面，本申请提供一种电池，其含有前述实施方式的正极片。
21、本申请的有益效果包括：
22、本申请创造性地提出了一种改性磷酸锰铁锂正极材料，其包括磷酸锰铁锂内核以及包覆于磷酸锰铁锂内核外侧的包覆层，磷酸锰铁锂内核具有由磷酸铁锰锂(lmfp)和磷酸钛铝锂(latp)共同形成的超晶格结构；包覆层中的包覆物包括磷酸钛铝锂和碳。
23、上述超晶格结构中，磷酸铁锰锂和磷酸钛铝锂通过化学反应使得晶体均匀长成一体。包覆层位于内核外侧，在该包覆层中，既有碳层的存在又同时有磷酸钛铝锂的存在。
24、具有上述特定结构的改性磷酸锰铁锂正极材料，具有较高的锂离子扩散系数和电子电导率。
25、含有由该改性磷酸锰铁锂正极材料进一步制备得到的正极片的电池具有优异的低温倍率充电和放电能力，并具有低温充电不析锂以及低温充电恒流比高等优点。
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1.一种改性磷酸锰铁锂正极材料，其特征在于，所述改性磷酸锰铁锂正极材料包括磷酸锰铁锂内核以及包覆于所述磷酸锰铁锂内核外侧的包覆层，所述磷酸锰铁锂内核具有由磷酸铁锰锂和磷酸钛铝锂共同形成的超晶格结构；所述包覆层中的包覆物包括磷酸钛铝锂和碳。
2.一种如权利要求1所述的改性磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将具有由磷酸铁锰锂和磷酸钛铝锂共同形成的超晶格结构的磷酸锰铁锂材料，与分散有磷酸钛铝锂的聚偏二氟乙烯溶液混合，得到混合液；将所述混合液进行煅烧。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸锰铁锂材料的制备包括：将锰铁氧化物、铝钛氧化物以及锂源和磷源固相混合，随后固相烧结。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锰铁氧化物的化学式为(MnxFe1-x)mOn，其中，0＜x＜1，1:1≤m:n≤1:2，0<n≤4；
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，固相烧结的温度为350-900℃，固相烧结的时间不超过24h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述聚
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述聚偏二氟乙烯溶液中分散的所述磷酸钛铝锂的重量小于所述磷酸锰铁锂材料的重量的20％；
8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，煅烧温度为300-800℃，煅烧时间不超过24h。
9.一种正极片，其特征在于，制备所述正极片的浆料中含有权利要求1所述的改性磷酸锰铁锂正极材料；
10.一种电池，其特征在于，所述电池中含有权利要求9所述的正极片。
...【技术特征摘要】
1.一种改性磷酸锰铁锂正极材料，其特征在于，所述改性磷酸锰铁锂正极材料包括磷酸锰铁锂内核以及包覆于所述磷酸锰铁锂内核外侧的包覆层，所述磷酸锰铁锂内核具有由磷酸铁锰锂和磷酸钛铝锂共同形成的超晶格结构；所述包覆层中的包覆物包括磷酸钛铝锂和碳。
2.一种如权利要求1所述的改性磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将具有由磷酸铁锰锂和磷酸钛铝锂共同形成的超晶格结构的磷酸锰铁锂材料，与分散有磷酸钛铝锂的聚偏二氟乙烯溶液混合，得到混合液；将所述混合液进行煅烧。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸锰铁锂材料的制备包括：将锰铁氧化物、铝钛氧化物以及锂源和磷源固相混合，随后固相烧结。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锰铁氧化物的化学式为(mnxfe1-x)mon，其中，0＜x＜1，1:1≤...
【专利技术属性】
技术研发人员：王永琛，王正伟，李娜，朱华君，杨哲，陈梦婷，徐静，龚强，冯笑，
申请(专利权)人：星恒电源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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