【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池材料领域，尤其涉及一种包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锂离子电池具有使用寿命长、环境友好等优点，在便携式电子设备和新能源汽车等领域获得了广泛的应用，其中，正极材料极大程度决定了锂离子电池的电化学性能、安全性能以及制造成本。
2、橄榄石型正极材料磷酸铁锂具有价格低廉、安全性高的优势，已成为大规模商业化应用的锂离子电池正极材料之一，而另一种橄榄石型正极材料磷酸锰铁锂相比磷酸铁锂具有更高的电压平台及能量密度，因此被认为是磷酸铁锂的升级版，然而磷酸锰铁锂目前还存在诸如电子导电性差、锂离子扩散系数低等问题，并且在使用过程中，mn3+会发生jahn-teller效应以及溶解，这严重影响到锂离子电池的循环性能，阻碍了磷酸锰铁锂正极材料的推广和应用。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料，较于传统磷酸锰铁锂正极材料，该正极材料具有更高的锂离子传输速率和循环稳定性。
2、本专利技术还提供一种包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，该制备方法能够制备得到上述磷酸锰铁锂正极材料，且工艺简单。
3、本专利技术还提供一种正极片，该正极片包括上述磷酸锰铁锂正极材料，因此该正极片的电导性佳、循环性好。
4、本专利技术还提供一种电池，该电池包括上述正极片，因此该电池具有优异的电性能和循环稳定性。
5、一方面，本专利技术提供一种包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料，包括磷酸锰铁锂基体材料
6、n≥10-5s/cm 式1，
7、p≥87％ 式2，
8、其中，n为所述磷酸锰铁锂正极材料的电导率，p为所述磷酸锰铁锂正极材料组装成纽扣电池，在25-30℃下，2.0-4.5v电压范围内以0.5c倍率横流充放电测得的首次库伦效率。
9、进一步，所述磷酸锰铁锂正极材料，还满足以下式3至式6，
10、100nm≤d≤300nm 式3，
11、0.7μm≤d50≤1.5μm 式4，
12、0.1μm≤d10≤0.7μm 式5，
13、1.5μm≤d90≤3.0μm 式6，
14、其中，d为所述磷酸锰铁锂正极材料的一次颗粒的粒径，d50为所述磷酸锰铁锂正极材料的二次颗粒的d50，d10为所述磷酸锰铁锂正极材料的二次颗粒的d10，d90为所述磷酸锰铁锂正极材料的二次颗粒的d90。
15、进一步，所述磷酸锰铁锂正极材料中，磷酸锆锂材料的质量占比为0.1wt％-6wt％。
16、进一步，所述磷酸锰铁锂正极材料中，磷酸锆锂材料的质量占比为0.5wt％-5wt％。
17、再一方面，本专利技术提供一种包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
18、1)包括锆源、磷源、锂源的混合溶液和磷酸锰铁锂前驱体进行混合球磨处理，至物料d50为0.2-0.5μm，进行喷雾干燥处理，获得d50为0.7-1.5μm，压实密度为1.8-2.5g/cm3的原料体系；
19、2)所述原料体系以3-5℃/min的升温速率升温至450-550℃，保温2-6h，然后继续升温至600-800℃，保温2-8h，获得所述包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料。
20、进一步，在上述制备方法中，步骤1)所述混合球磨处理的球磨频率为40-50hz。
21、所述磷酸锰铁锂前驱体通过包括以下过程的方法制备：包括铁源、锰源、锂源、磷源的前驱体物料体系以5-10℃/min的升温速率升至350-550℃，保温1-8h，获得所述磷酸锰铁锂前驱体。
22、所述前驱体物料体系通过包括以下过程的方法制备：铁源、锰源、锂源、磷源进行混合球磨处理，至物料d50为500-1000nm，再进行喷雾干燥处理，获得所述前驱体物料体系。
23、再一方面，本专利技术还提供一种正极片，包括上述的包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料或者上述的制备方法制得的包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料。
24、再一方面，本专利技术还提供一种电池，包括上述正极片。
25、本专利技术提供包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料，通过在磷酸锰铁锂基体材料表面包覆磷酸锆锂材料，一方面，借助磷酸锆锂的离子电导和电子电导双重作用，提高正极材料的锂离子传输速率，另一方面，磷酸锆锂材料包覆层能够避免磷酸锰铁锂与电解液直接接触，降低正极与电解液间的副反应，从而减少锰离子的溶解，提高正极材料的循环性能。
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1.一种包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料，其特征在于，包括磷酸锰铁锂基体材料以及包覆所述磷酸锰铁锂基体材料至少部分表面的磷酸锆锂材料，且所述磷酸锰铁锂正极材料满足以下式1和式2：
2.根据权利要求1所述的包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料，其特征在于，还满足以下式3至式6，
3.根据权利要求1所述的包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂正极材料中，磷酸锆锂材料的质量占比为0.1wt％-6wt％。
4.根据权利要求1所述的包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂正极材料中，磷酸锆锂材料的质量占比为0.5wt％-5wt％。
5.一种如权利要求1-4任一所述的包覆改性的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：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步骤1)所述混合球磨处理的球磨频率为40-50Hz。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸锰铁锂前驱体通过包括以下过程的方法制备：包括铁源、锰源、锂源、磷源的前驱体物料体系以5-10℃/min的升温速率升至
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述前驱体物料体系通过包括以下过程的方法制备：铁源、锰源、锂源、磷源进行混合球磨处理，至物料D50为500-1000nm，再进行喷雾干燥处理，获得所述前驱体物料体系。
9.一种正极片，其特征在于，包括权利要求1-4任一所述的包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料或者权利要求5-8任一所述的制备方法制得的包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料。
10.一种电池，其特征在于，包括权利要求9所述的正极片。
...【技术特征摘要】
1.一种包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料，其特征在于，包括磷酸锰铁锂基体材料以及包覆所述磷酸锰铁锂基体材料至少部分表面的磷酸锆锂材料，且所述磷酸锰铁锂正极材料满足以下式1和式2：
2.根据权利要求1所述的包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料，其特征在于，还满足以下式3至式6，
3.根据权利要求1所述的包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂正极材料中，磷酸锆锂材料的质量占比为0.1wt％-6wt％。
4.根据权利要求1所述的包覆改性的磷酸锰铁锂正极材料，其特征在于，所述磷酸锰铁锂正极材料中，磷酸锆锂材料的质量占比为0.5wt％-5wt％。
5.一种如权利要求1-4任一所述的包覆改性的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：
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，步...
【专利技术属性】
技术研发人员：梁奇，孔德香，苑永，李积刚，
申请(专利权)人：天津容百斯科兰德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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