一种碳包覆的磷酸锰铁锂纳米材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种碳包覆的磷酸锰铁锂纳米材料及其制备方法与应用。本发明专利技术提供了聚阴离子型钠离子电池正极材料和碳复合包覆的磷酸锰铁锂，磷酸锰铁锂纳米颗粒表面具有不连续的浮岛结构，浮岛结构为聚阴离子型钠离子电池正极材料。聚阴离子型钠离子电池正极材料自身具有良好的循环稳定性，而且可以抑制Mn元素的溶出，从而改善循环稳定性。纳米材料表面所包覆的碳材料自身具有良好的电子导电性，此外，其结构疏松多孔，可以通过毛细作用把电解液吸附在磷酸锰铁锂颗粒表面，提高锂离子传输速率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纳米材料制备，具体涉及一种碳包覆的磷酸锰铁锂纳米材料及其制备方法与应用。

技术介绍

1、近年来，磷酸铁锂材料凭借其高安全性、良好稳定性和低成本等优势，在新能源电车以及大规模储能设备中得到了广泛的应用。但是，磷酸铁锂材料的电压较低(3.4v，vs li+/li)，导致其能量密度(578wh/kg)相较其他正极材料不具有竞争力。

2、用mn替代磷酸铁锂中的部分fe元素，即可得到磷酸锰铁锂正极材料。磷酸锰铁锂的电压可达4.1v(vs li+/li)，能量密度相较磷酸铁锂有10～20％的提升，未来有希望在大规模储能领域取代磷酸铁锂。

3、然而，磷酸锰铁锂本质上属于半导体，电子导电性差，锂离子传输速率也较低。在充放电过程中，mn元素存在溶出的行为；此外，mn元素还存在姜-泰勒(jahn-teller)效应，使磷酸锰铁锂的晶格容易产生破坏，导致其较差的循环稳定性。解决磷酸锰铁锂正极材料较差的电子导电性、锂离子传输速率和循环稳定性，是进一步推广其使用的关键。

4、当前的碳包覆磷酸锰铁锂材料用作正极材料时，虽然可以一定程度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳包覆的磷酸锰铁锂纳米材料，其特征在于，磷酸锰铁锂纳米颗粒表面具有不连续的浮岛结构；

2.根据权利要求1所述的碳包覆的磷酸锰铁锂纳米材料，其特征在于，所述聚阴离子型钠离子电池正极材料为磷酸钒钠、磷酸钒氧钠、氟磷酸钒钠、氟氧磷酸钒钠中的一种。

3.一种碳包覆的磷酸锰铁锂纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述碳包覆的磷酸锰铁锂纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤1所述聚阴离子型钠离子电池正极材料前驱体为磷酸钒钠前驱体、磷酸钒氧钠前驱体、氟磷酸钒钠前驱体、氟氧磷酸钒钠前驱体中的一种。

5.根据权利要求3所述...

【技术特征摘要】

1.一种碳包覆的磷酸锰铁锂纳米材料，其特征在于，磷酸锰铁锂纳米颗粒表面具有不连续的浮岛结构；

2.根据权利要求1所述的碳包覆的磷酸锰铁锂纳米材料，其特征在于，所述聚阴离子型钠离子电池正极材料为磷酸钒钠、磷酸钒氧钠、氟磷酸钒钠、氟氧磷酸钒钠中的一种。

3.一种碳包覆的磷酸锰铁锂纳米材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述碳包覆的磷酸锰铁锂纳米材料的制备方法，其特征在于，步骤1所述聚阴离子型钠离子电池正极材料前驱体为磷酸钒钠前驱体、磷酸钒氧钠前驱体、氟磷酸钒钠前驱体、氟氧磷酸钒钠前驱体中的一种。

5.根据权利要求3所述的碳包覆的磷酸锰铁锂纳米材料的制备方法，其特征在于，所述无定形碳源的质量为所述磷酸锰铁锂前驱体质量的5wt％；所述导电碳源的质量为所述磷酸锰铁锂前驱体质量的0.5～0.75wt％。

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【专利技术属性】
技术研发人员：罗佳薇，陈亚楠，胡文彬，宋晋，张景超，刘哲栋，郭召鑫，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：