一种镓原子铁位掺杂磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种镓原子铁位掺杂磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法，属于电化学储能领域。具体过程为：将硝酸镓加入到乙醇和甘油的混合液中，随后将其转移到水热反应釜中水热处理，获得镓原子配体作为镓源。将碳酸锂加入到85%磷酸水溶液中进行反应，随后将锰源、碳源、磷酸铁、镓源逐一加入到反应液中形成混合浆料，将混合浆料进行砂磨处理，随后进行喷雾干燥，将干燥好的粉末在惰性气氛保护下进行流态化烧结，最终获得镓原子铁位掺杂的磷酸锰铁锂材料，经过镓原子配体作为镓源所获得的镓掺杂磷酸锰铁锂材料表面形貌变的更加光滑，比表面积显著降低，应用于锂离子电池正极材料展现出优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池正极材料领域，具体涉及了一种镓原子铁位掺杂磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法。

技术介绍

1、橄榄石结构的磷酸铁锂(lifepo4)因其成本低、优异的循环稳定性以及安全等特性而被广泛应用于锂离子电池(libs)正极材料。然而与其他商业化正极材料相比lifepo4的能量密度以及氧化还原电位(~3.4v vs. li+/li)都较低，这严重限制了其在电动汽车上的发展。同为橄榄石结构的磷酸锰锂(limnpo4)因其氧化还原电位高达~4.1v而逐渐引起人们的关注，但是limnpo4的本征电导率比lifepo4低5个数量级，同时存在mn3+的jahn-teller效应易造成电极材料在循环过程中结构的崩塌，这使得limnpo4展现出较差的倍率以及长循环性能，这大大限制了limnpo4的发展和应用。而用fe部分取代mn而得到磷酸锰铁锂(limnxfe1−xpo4)被认为是一种提高其电化学性能的有效策略。limnxfe1−xpo4不仅有着lifepo4的高安全性能以及长循环性能，也具有更高的能量密度。但是其存在锰离子溶出导致的循环性能差的问题，而且在合本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种镓原子铁位掺杂磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1中所述的一种镓原子铁位掺杂磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：所添加硝酸镓的量为0.1-0.5mol/L；甘油和乙醇的体积比为1:5-5:1。

3.如权利要求1中所述的一种镓原子铁位掺杂磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：稀磷酸水溶液的质量浓度为30-70%。

4.如权利要求1中所述的一种镓原子铁位掺杂磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：所用原料碳酸锂、锰氧化物、磷酸铁、磷酸的摩尔比为（0.7-1.3）：（0.4-0.8）：（0.2-0.5...

【技术特征摘要】

1.一种镓原子铁位掺杂磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

2.如权利要求1中所述的一种镓原子铁位掺杂磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：所添加硝酸镓的量为0.1-0.5mol/l；甘油和乙醇的体积比为1:5-5:1。

3.如权利要求1中所述的一种镓原子铁位掺杂磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：稀磷酸水溶液的质量浓度为30-70%。

4.如权利要求1中所述的一种镓原子铁位掺杂磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：所用原料碳酸锂、锰氧化物、磷酸铁、磷酸的摩尔比为（0.7-1.3）：（0.4-0.8）：（0.2-0.5）：（1.0-1.3），其中碳酸锂、锰氧化物、磷酸铁、磷酸的摩尔量分别以锂、锰、铁、磷计。

5.如权利要求1中所述的一种镓原子铁位掺杂磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述锰氧化物为一氧化锰、二氧化锰、三氧化二锰、四氧化三锰中的至少一种。

6.如权利要求1中所述的一种镓原子铁位掺杂磷酸锰铁锂正极材料的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓刚，刘畅，郑磊，马会娟，孙念，王董，
申请(专利权)人：湖北三峡实验室，
类型：发明
国别省市：