一种碳氮共包覆磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种碳氮共包覆磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法和应用，通过氨水调节反应体系pH，提供沉淀环境和控制晶体的形核速度，生产不同Mn：Fe摩尔比的Mn<subgt;a</subgt;Fe<subgt;1‑a</subgt;PO<subgt;4</subgt;前驱体，再将Mn<subgt;a</subgt;Fe<subgt;1‑a</subgt;PO<subgt;4</subgt;前驱体与锂源、掺杂元素氧化物混合，并加入定量的碳氮源与水混合形成悬浮液，经研磨、干燥，在惰性气体的氛围下进行碳热还原得到碳氮包覆的磷酸锰铁锂正极材料。通过元素掺杂提升材料的压实密度，通过碳氮共包覆提高材料的电导率，增强磷酸锰铁锂材料表面结构的稳定性，从而进一步提升磷酸锰铁锂正极材料的倍率性能和循环寿命。本发明专利技术方法简单可行，成本较低，且所得的正极材料在电池性能方面表现出色，具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子正极材料，具体涉及一种碳氮共包覆磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、磷酸锰铁锂正极材料作为一种新型高性能锂离子电池正极材料，在电动汽车、储能系统等领域具有广阔的应用前景。

2、中国专利技术专利cn 114057177 a公开了一种磷酸亚锰铁的制备方法，主要步骤包括：制备锰盐和铁盐的混合盐溶液，然后向混合盐溶液中加入磷源，得到前驱体溶液；再向所述前驱体溶液中加入碱共沉淀，得到磷酸亚锰铁浆料，对磷酸亚锰铁浆料进行水洗、过滤、干燥，得到磷酸亚锰铁。

3、中国专利技术专利cn 106486668 a公开了一种磷酸锰铁钒前驱体、磷酸锰铁钒锂/碳正极材料及制备方法，包括如下步骤：1)配制三价铁源、二价锰源、五价钒源和磷源的混合溶液，并配制氨水溶液；2)将所述混合溶液与氨水溶液按设定比例混合后，共沉淀反应，得到沉淀产物；3)将所述沉淀产物经过洗涤、干燥、预烧，获得磷酸锰铁钒前驱体材料，将所述磷酸锰铁钒前驱体材料与锂源和碳源混合均匀，干燥后，在惰性氛围中焙烧，得到磷酸锰铁钒锂/碳正极材料。</p>

4、然而本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种碳氮共包覆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所述的碳氮共包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述二价铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁中的一种或多种；所述二价锰盐为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰中的一种或多种；所述锰铁混合溶液A中的锰、铁金属离子的总浓度为0.1～2mol/L。

3.根据权利要求1所述的碳氮共包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述磷酸的浓度为0.1～10mol/L，所述锰铁混合溶液A中的锰、铁金属离子的物质的量与所述磷酸的物质的量之比为1:0.98～1.10；所...

【技术特征摘要】

1.一种碳氮共包覆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所述的碳氮共包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述二价铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁中的一种或多种；所述二价锰盐为硫酸锰、硝酸锰、氯化锰中的一种或多种；所述锰铁混合溶液a中的锰、铁金属离子的总浓度为0.1～2mol/l。

3.根据权利要求1所述的碳氮共包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述磷酸的浓度为0.1～10mol/l，所述锰铁混合溶液a中的锰、铁金属离子的物质的量与所述磷酸的物质的量之比为1:0.98～1.10；所述氧化剂为双氧水，所述双氧水的加入量与所述二价铁盐的加入量的摩尔比为1.01～1.1:2。

4.根据权利要求1所述的碳氮共包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述氨水的浓度为0.2-10mol/l，所述氨水控制ph的值为7～9；所述陈化的时间为2～8h。

5.根据权利要求1所述的碳氮共包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述加热搅拌的温度为30～80℃，所述加热搅拌的搅拌速率为50～2000rpm。

6.根据权利要求1所述的碳氮共包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤s2中，所述干燥的温度为60～250℃，所述干燥的时间为1～24h。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鑫宇，魏有清，
申请(专利权)人：湖南蒙星纳米材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：