磷酸锰铁锂正极材料的掺杂改性方法及其应用技术

本发明专利技术涉及锂离子电池正极材料领域，公开了磷酸锰铁锂正极材料的掺杂改性方法及其应用，该方法将锂、铁、锰、磷、锑源与一种含氮有机铁络合物混合制备前驱体，随后对前驱体进行一体化热处理，热处理在惰性气氛下首先实现锑离子的体相掺杂与氮掺杂碳网络的原位生成，接着在保持温度的条件下，切换至瞬时弱氧化气氛，以在材料颗粒表面诱导形成锂锑氧磷复合界面相。本发明专利技术通过单次连续的热处理流程，协同完成了体相掺杂、表面导电包覆和界面稳定化三种改性。采用该方法制得的改性磷酸锰铁锂正极材料，因其稳定的体相结构与界面结构，展现出显著提升的倍率性能和循环稳定性，在高性能锂离子电池中具有应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池正极材料，具体为磷酸锰铁锂正极材料的掺杂改性方法及其应用。

技术介绍

1、锂离子电池因其高能量密度、长循环寿命及环境友好等特性，被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车及大规模储能系统。在锂离子电池的构成中，正极材料是决定其电化学性能，特别是能量密度的核心组成部分。

2、目前，磷酸铁锂作为一种商业化应用成熟的正极材料，凭借其优异的结构稳定性、高安全性及低成本优势占据了重要市场地位。然而，其约3.4v（vs.li/li+）的工作电压平台限制了电池能量密度的进一步提升，难以满足市场对更高续航能力的需求。为突破此限制，研究人员通过引入具有更高电极电势（约4.1vvs.li/li+）的锰元素，形成了磷酸锰铁锂固溶体材料。该材料通过提高工作电压来提升电池的理论能量密度，是正极材料领域一个重要的发展方向。

3、尽管磷酸锰铁锂材料具备高能量密度的理论优势，但其商业化应用进程仍受若干固有技术瓶颈的制约。首先，该材料的本征电子电导率和锂离子扩散速率极低，导致其电化学动力学迟缓，实际比容量和倍率性能表现不佳。其次，材料在循环过程中，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.磷酸锰铁锂正极材料的掺杂改性方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的掺杂改性方法，其特征在于，在S1步骤中，所述锂源、铁源、锰源、磷源、锑源的配比，以目标产物磷酸锰铁锂的摩尔分数计：

3.根据权利要求2所述的磷酸锰铁锂正极材料的掺杂改性方法，其特征在于，所述双功能催化剂前驱体为一种含氮的有机铁络合物。

4.根据权利要求3所述的磷酸锰铁锂正极材料的掺杂改性方法，其特征在于，所述含氮的有机铁络合物为三聚氰胺-氯化铁络合物，其在S1步骤中的添加量被控制，以使其在所述一体化热处理后形成的理论碳残留量，占最终生成的所述磷...

【技术特征摘要】

1.磷酸锰铁锂正极材料的掺杂改性方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的掺杂改性方法，其特征在于，在s1步骤中，所述锂源、铁源、锰源、磷源、锑源的配比，以目标产物磷酸锰铁锂的摩尔分数计：

3.根据权利要求2所述的磷酸锰铁锂正极材料的掺杂改性方法，其特征在于，所述双功能催化剂前驱体为一种含氮的有机铁络合物。

4.根据权利要求3所述的磷酸锰铁锂正极材料的掺杂改性方法，其特征在于，所述含氮的有机铁络合物为三聚氰胺-氯化铁络合物，其在s1步骤中的添加量被控制，以使其在所述一体化热处理后形成的理论碳残留量，占最终生成的所述磷酸锰铁锂正极材料总质量的1.0%至5.0%。

5.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂正极材料的掺杂改性方法，其特征在于，s21步骤中所述第一阶段热处理包括：

6.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊才，刘子易，金玉英，张仁国，
申请(专利权)人：贵州唯特高新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：