纳米磷酸锰铁锂、其制备方法、电池正极及电池技术

本发明专利技术揭示了一种纳米磷酸锰铁锂、其制备方法、电池正极及电池，通过模板法制备多孔的纳米二氧化钛，并在二氧化钛表面进行碳包覆，形成碳‑钛多孔网络结构；进一步将磷酸锰铁锂前驱体与碳‑钛多孔网络结构相结合，外层的多孔碳实现磷酸锰铁锂的表面碳包覆，内层的二氧化钛实现磷酸锰铁锂的体相掺杂，将磷酸锰铁锂晶粒生长过程限制于多孔碳网络结构中，避免在烧结过程中一次颗粒长大的问题，实现磷酸锰铁锂材料的一次颗粒尺寸可调节，提升磷酸锰铁锂的导电性和倍率性能，并抑制磷酸锰铁锂的锰溶出问题，实现循环寿命的改善。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及电池正极材料领域，特别涉及了一种纳米磷酸锰铁锂、其制备方法、电池正极及电池。

技术介绍

1、锂过渡金属氧化物以层状limo2(m＝co,ni,mn)和尖晶石limn2o4为代表，已被用作商用锂离子电池(libs)的主要正极材料。橄榄石limpo4(m＝fe,mn,co等)已成为传统氧化物正极材料的替代品。

2、其中，lifepo4(lfp)因其成本低、环境友好、强p-o键的热稳定性而备受关注。通过合成纳米级粒子并在表面碳包覆，成功解决了lfp固有的电导率低的问题。

3、但是，lfp由于其较低的工作电位(3.4v vs.li/li+)以及低能量密度限制了在混合动力汽车(hev)和插电式hev(phev)等电动汽车的应用。磷酸铁锂晶体呈橄榄石型，基本结构单元由lio6八面体、lio6八面体和po4四面体组成，其中lio6八面体和po6四面体交叉连接形成了聚阴离子框架结构，li+沿单一b轴传输。磷酸锰铁锂在磷酸铁锂的结构基础上加入mn元素，但其不是lifepo4与limnpo4的简单物理混合。fe2+与mn2+的离子半径相差甚微本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种纳米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.如权利要求1所述的纳米磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述模板剂包括聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷PEO-PPO-PEO三嵌段共聚物、聚乙二醇-聚环氧丙烷-聚乙二醇PEG-PPO-PEG三嵌段共聚物或聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇PEG-PPG-PEG三嵌段共聚物中的一种；

3.如权利要求1所述的纳米磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一酸溶液的浓度为0.2～3.0mol/L；调节体系溶液pH至1～2。

4.如权利要求1所述的纳米磷酸锰铁锂正极材料的制备方...

【技术特征摘要】

1.一种纳米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.如权利要求1所述的纳米磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述模板剂包括聚环氧乙烷-聚环氧丙烷-聚环氧乙烷peo-ppo-peo三嵌段共聚物、聚乙二醇-聚环氧丙烷-聚乙二醇peg-ppo-peg三嵌段共聚物或聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇peg-ppg-peg三嵌段共聚物中的一种；

3.如权利要求1所述的纳米磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一酸溶液的浓度为0.2～3.0mol/l；调节体系溶液ph至1～2。

4.如权利要求1所述的纳米磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一酸溶液包括硫酸、盐酸、硝酸、磷酸、醋酸、柠檬酸、甲酸或乙二酸的一种或两种组合。

5.如权利要求1所述的纳米磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂包括：去离子水、乙醇、丙醇、丁醇或二氯甲烷的一种；所述第二溶剂包括：去离子水、乙醇、甲醇的一种。

6.如权利要求1所述的纳米磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述第二酸溶液的浓度为0.5～2.5mol/l；

7.如权利要求1所述的纳米磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述第一碳源包括蔗糖、葡萄糖或柠檬酸中的一种或多种组合；所述氮源包括磷酸铵、三聚氰胺、多巴胺、尿素或甘氨酸中的一种或多种组合。

8.如权利要求1所述的纳米磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述氮掺杂的碳－钛复合材料的颗粒尺寸为20～100nm。

9.如权利要求1所述的纳米磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述铁源包括磷酸铁、草酸亚铁或硝酸铁中的一种；所述锰源包括磷酸锰、硝酸锰、硫酸锰或醋酸锰中的一种或多种组合；所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂或磷酸二氢锂中的一种或多种组合；所述磷源包括磷酸、磷酸二氢锂或磷酸铁中的一种；所述第二碳源包括蔗糖、葡萄糖、聚乙二醇800、聚乙二醇2000、聚乙二醇4000、聚乙二醇6000或柠檬酸中的一种或多种组合。

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【专利技术属性】
技术研发人员：陈超，韩亮，苏沛沛，
申请(专利权)人：江苏天合储能有限公司，
类型：发明
国别省市：