一种利用工业级硫酸亚铁制备磷酸锰铁锂正极材料的方法及所得磷酸锰铁锂正极材料和二次电池技术

本发明专利技术公开了一种利用工业级硫酸亚铁制备磷酸锰铁锂正极材料的方法及所得磷酸锰铁锂正极材料和二次电池，本发明专利技术提供的利用工业级硫酸亚铁制备磷酸锰铁锂正极材料的方法，包括以下步骤：以工业级硫酸亚铁盐为原料，将原料制成含镁硫酸亚铁；然后将含镁硫酸亚铁溶液与和锰盐溶液制成含镁锰铁的氢氧化物固溶体浆料；将含镁锰铁氢氧化物固溶体浆料干燥后，与锂源、磷源混合烧结，得到磷酸锰铁锂正极材料。上述方法，直接利用含镁杂质难以彻底去除的工业级硫酸亚铁作为原料，通过特定的前驱体合成与烧结工艺，不仅避免镁杂质对材料性能的负面影响，反而可能利用镁元素改善最终磷酸锰铁锂正极材料的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池材料，具体而言，涉及一种利用工业级硫酸亚铁制备磷酸锰铁锂正极材料的方法及所得磷酸锰铁锂正极材料和二次电池。

技术介绍

1、工业副产或低品质矿石来源的硫酸亚铁通常含有多种杂质离子，如mg2+、al3+、ca2+、mn2+、pb2+等。其中，镁离子(mg2+)因其化学性质与亚铁离子(fe2+)相似(相近的离子半径和沉淀ph值)，通过常规的简易除杂工艺难以有效去除。

2、若直接使用这种含镁杂质的硫酸亚铁溶液制备磷酸锰铁锂前驱体(如共沉淀法得到的锰铁氢氧化物或碳酸盐)，镁杂质会进入前驱体，并在后续高温烧结过程中掺杂进入最终的磷酸锰铁锂晶格或形成杂相。

3、传统观点认为，镁杂质对磷酸锰铁锂的电化学性能(如容量、倍率性能、循环稳定性)通常产生负面影响，例如：占据锂位或铁/锰位，阻碍锂离子扩散。形成绝缘性杂相(如mg3(po4)2)，降低材料导电性和有效活性物质含量。破坏材料结构的均匀性。但另一些新观点认为在磷酸锰铁锂正极材料中掺杂少量的镁离子，可以提升性能，但往往需要掺入高纯度的含镁化合物。

4、为了获得高纯度的硫本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种利用工业级硫酸亚铁制备磷酸锰铁锂正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：以工业级硫酸亚铁盐为原料，将所述原料制成含镁硫酸亚铁；然后将含镁硫酸亚铁溶液和锰盐溶液制成含镁锰铁的氢氧化物固溶体浆料；将所述含镁锰铁氢氧化物固溶体浆料干燥后，与锂源、磷源混合烧结，得到磷酸锰铁锂正极材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述工业级硫酸亚铁盐中除Mg2+以外的其他金属沉淀去除，得到所述含镁硫酸亚铁溶液，将所述含镁硫酸亚铁溶液与锰盐溶液的混合盐溶液、络合剂和沉淀剂混合，使Fe2+、Mn2+和Mg2+共同沉淀形成所述含镁锰铁的氢氧化物固溶体浆料，再将所述含...

【技术特征摘要】

1.一种利用工业级硫酸亚铁制备磷酸锰铁锂正极材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：以工业级硫酸亚铁盐为原料，将所述原料制成含镁硫酸亚铁；然后将含镁硫酸亚铁溶液和锰盐溶液制成含镁锰铁的氢氧化物固溶体浆料；将所述含镁锰铁氢氧化物固溶体浆料干燥后，与锂源、磷源混合烧结，得到磷酸锰铁锂正极材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述工业级硫酸亚铁盐中除mg2+以外的其他金属沉淀去除，得到所述含镁硫酸亚铁溶液，将所述含镁硫酸亚铁溶液与锰盐溶液的混合盐溶液、络合剂和沉淀剂混合，使fe2+、mn2+和mg2+共同沉淀形成所述含镁锰铁的氢氧化物固溶体浆料，再将所述含镁锰铁氢氧化物固溶体浆料制成粉末状前驱体后，与锂源、磷源混合烧结，得到磷酸锰铁锂正极材料。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含镁硫酸亚铁溶液的制备包括：将工业级硫酸亚铁盐配置成硫酸亚铁溶液，向所述硫酸亚铁溶液中加入碱性物质使al3+、部分重金属离子形成氢氧化物沉淀，再将沉淀滤除，向滤液中加入酸性物质防止fe2+氧化水解，得到含镁硫酸亚铁溶液；

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述含镁锰铁的氢氧化物固溶体浆料的制备包括：在惰性气体保护下，将所述含镁硫...

【专利技术属性】
技术研发人员：缑可贞，唐剑，刘鹏，邢王燕，蒋雪平，王硕，杜先锋，缪启林，
申请(专利权)人：宜宾光原锂电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：