一种掺杂型磷酸锰铁前驱体、制备方法及磷酸锰铁锂正极材料技术

本发明专利技术公开了一种掺杂型磷酸锰铁前驱体、制备方法及磷酸锰铁锂正极材料，属于锂离子电池技术领域，本发明专利技术采用水热法制备掺杂型磷酸锰铁前驱体和磷酸锰铁锂正极材料，通过掺杂钒离子细化晶粒尺寸，提高锂离子的扩散速率和导电性，增强正极材料的倍率性能和电子导电率。并且在制备过程中将季铵化改性木质素磺酸钠作为分散剂，提高颗粒之间的分散性，解决由于钒掺杂导致的粒径过小，颗粒之间团聚，进而导致正极材料电化学性能下降的问题。季铵化改性木质素磺酸钠的分子链上还含有二硫代羧基，能够在提高分散剂分散性能的同时还原并且固定锰离子，提高结构稳定性，减少锰的溶出。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂离子电池，具体涉及一种掺杂型磷酸锰铁前驱体、制备方法及磷酸锰铁锂正极材料。

技术介绍

1、锂离子电池相比于传统的铅酸电池、镍氢及镍镉等二次电池，具有质量轻、电压高、比能量高、循环寿命长、无记忆效应以及环境污染小等优点，在日常生活、新能源汽车以及储能等多个领域都得到了广泛应用。其中磷酸铁锂凭借高安全性和低成本的优势，成为锂离子电池中最常用的正极材料之一，但是磷酸铁锂较低的电化学工作平台限制了其能量密度上限，难以适应和满足如今对锂离子电池长续航的需求。磷酸锰锂作为另一种磷酸盐正极材料，虽然具有较高的能量密度，但是其锂离子扩散速率较低。磷酸锰铁锂则结合了磷酸铁锂和磷酸锰锂的优点，在显著提升能量密度的同时保证了材料的高安全性。

2、但是磷酸锰铁锂正极材料也依然存在着电子电导率低和锂离子扩散系数小等缺陷，这些问题导致磷酸锰铁锂材料的可逆性差，倍率性能不佳。目前最常用的是通过碳包覆和金属离子掺杂的方法来提高磷酸锰铁锂正极材料的导电性和电化学性能。然而，这两种改性方法都存在一定的缺陷，比如在金属离子掺杂改性的过程中会由于混合不均匀或者离子半径本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种掺杂型磷酸锰铁前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：

2.根据权利要求1所述的掺杂型磷酸锰铁前驱体的制备方法，其特征在于，所述磷源、铁源、锰源和钒源的摩尔比为1：（0.3～0.7）：（0.3～0.7）：（0.02～0.04）。

3.根据权利要求1所述的掺杂型磷酸锰铁前驱体的制备方法，其特征在于，所述钒源包括硝酸钒、五氧化二钒、偏钒酸铵、氯化钒、正钒酸钠和水合硫酸氧钒中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的掺杂型磷酸锰铁前驱体的制备方法，其特征在于，所述分散剂的添加量为铁源、锰源和磷源总质量的8～12%。p>

5.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种掺杂型磷酸锰铁前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下工艺步骤：

2.根据权利要求1所述的掺杂型磷酸锰铁前驱体的制备方法，其特征在于，所述磷源、铁源、锰源和钒源的摩尔比为1：（0.3～0.7）：（0.3～0.7）：（0.02～0.04）。

3.根据权利要求1所述的掺杂型磷酸锰铁前驱体的制备方法，其特征在于，所述钒源包括硝酸钒、五氧化二钒、偏钒酸铵、氯化钒、正钒酸钠和水合硫酸氧钒中的一种或多种的组合。

4.根据权利要求1所述的掺杂型磷酸锰铁前驱体的制备方法，其特征在于，所述分散剂的添加量为铁源、锰源和磷源总质量的8～12%。

5.根据权利要求1所述的掺杂型磷酸锰铁前驱体的制备方法，其特征在于，所述季铵化改性木质素磺酸钠的原料包括质量比为1：（0.6～0.8）：（0.25～0.35）的木质素磺酸钠、季铵化试剂和二硫化碳。

6.根据权利要求5所述的掺杂型磷酸锰铁前驱体的制备方法，其特征在于，所述季铵化试剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、十二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈涛，余锋磊，成江涛，龙志林，林桃，赵宁馨，
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：