球形磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法、应用以及锂电池技术

技术编号:42610829 阅读:26 留言:0更新日期:2024-09-03 18:18
本申请属于锂离子电池领域,具体涉及球形磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法、应用以及锂电池,制备方法包括:S1、将锰源、铁源、掺杂离子M源与溶剂混合得到第一溶液;S2、将磷源、锂源与溶剂混合得到第二溶液;S3、将第一溶液与第二溶液混合得到第三溶液;S4、将第三溶液进行水热反应,并抽滤、洗涤、干燥,制得第一球形磷酸锰铁锂正极材料;S5、将第一磷酸锰铁锂正极材料与碳源、快离子导体磷酸钛铝锂混合,得到煅烧前驱体;S6、将煅烧前驱体进行煅烧,得到碳和快离子导体复合包覆的第二球形磷酸锰铁锂正极材料,提升了磷酸锰铁锂正极材料的电子电导率、离子电导率和结构稳定性,兼具高体积能量密度和良好的加工性能,且工艺简单可控、成本低。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于锂离子电池领域,具体涉及球形磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法、应用以及锂电池


技术介绍

1、磷酸锰铁锂正极材料,因其综合了磷酸锰锂的高电压优势和磷酸铁锂的卓越循环性能,一度被视为继磷酸铁锂之后最具市场潜力的橄榄石结构正极材料。然而,由于材料的电子电导率和离子电导率差、锰元素的姜泰勒效应诱发晶格结构变化以及锰溶出,使磷酸锰铁锂的循环性能和倍率性能差,从而阻碍了其商业化应用进程。

2、目前改善磷酸锰铁锂材料性能的方法主要包括材料纳米化、碳包覆和离子掺杂。材料纳米化缩短了离子扩散和电子传输的距离,在一定程度上改善了磷酸锰铁锂材料的电化学性能。但材料纳米化会降低材料的体积能量密度,且纳米材料在制备和使用过程中容易团聚,并造成材料的加工难度大,不利于大规模工业化应用。表面碳包覆可以提高磷酸锰铁锂正极材料的电子电导率,但由于表面包覆碳是疏松多孔的结构,不能有效阻止正极材料与电解液的副反应以及锰离子的溶出。离子掺杂能在一定程度上提高材料的本征离子电导率和电子电导率或稳定晶体结构,但单独的离子掺杂改性效果有限。


<p>技术实现思本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种球形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:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述锰源包括硫酸锰、硝酸锰、碳酸锰、醋酸锰和草酸锰中的任意一种或多种的组合;

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述磷源包括磷酸、磷酸二氢铵和磷酸氢二铵中的任意一种或多种的组合;

4. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,S4中所述水热反应的温度为200 ℃~250 ℃,反应时间为9 h~24 h,所述水热反应的体系中,水和乙二醇的体积比为1:(0.1-10);所述第一球形磷酸锰铁锂正极材料中元素Li∶Mn∶Fe∶P∶M...

【技术特征摘要】

1.一种球形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:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述锰源包括硫酸锰、硝酸锰、碳酸锰、醋酸锰和草酸锰中的任意一种或多种的组合;

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述磷源包括磷酸、磷酸二氢铵和磷酸氢二铵中的任意一种或多种的组合;

4. 根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,s4中所述水热反应的温度为200 ℃~250 ℃,反应时间为9 h~24 h,所述水热反应的体系中,水和乙二醇的体积比为1:(0.1-10);所述第一球形磷酸锰铁锂正极材料中元素li∶mn∶fe∶p∶m摩尔比为(0.9~1.1)∶(0.1~0.9)∶(0.1~0.9)∶1∶(0~0.1),所述第一球形磷酸锰铁锂正极材料的d50粒径为1 μm~5 μm。

5.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:秦牡兰陈涛余峰磊王跃林龙志林
申请(专利权)人:湖南裕能新能源电池材料股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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