[發明專利]一種碳包覆磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法

有效

• 申請號: 202010625689.2
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111900344B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 邵重陽
• 申請（專利權）人: 江蘇海基新能源股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/583;H01M4/62;H01M4/58;H01M10/0525;C01B25/26;C01B25/45;C01B25/37
• 代理公司: 江陰市揚子專利代理事務所(普通合伙) 32309
• 代理人: 蘇玲

1.一種碳包覆磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）以去離子水作為溶劑，二價錳源化合物和二價鐵源化合物按照化學式LiMn_xFe_1-xPO₄中Mn、Fe原子比例配置過渡金屬離子鹽溶液A，其中0≤x≤1；

（2）以去離子水作為溶劑，配置磷源化合物溶液B；

（3）配置氨水溶液C；

（4）反應釜中加入去離子水作為反應底液，并加入還原劑，通入氮氣保護1小時以上；

（5）將步驟（1）中的溶液A、步驟（2）中溶液B、步驟（3）中溶液C同時滴加到步驟（4）中的反應釜內，反應中持續通入氮氣進行反應；

（6）將步驟（5）反應完畢后的混合液陳化；

（7）將步驟（6）陳化后的混合液，洗滌、過濾，得到濾餅；

（8）將步驟（7）濾餅進行干燥，得到磷酸錳鐵鋰正極材料前驅體NH₄Mn_xFe_1-xPO₄，其中，0≤x≤1；

（9）按照化學計量比稱取步驟（8）前驅體NH₄Mn_xFe_1-xPO₄和鋰源，并加入包覆碳源和摻雜金屬化合物，以無水乙醇作為分散劑，經球磨混合，煅燒得到碳包覆磷酸錳鐵鋰正極材料。

2.根據權利要求1所述的一種碳包覆磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（1）中所述二價錳源化合物為MnCl₂、Mn(NO₃)₂、MnSO₄和(CH₃COO)₂Mn中的一種或幾種，所述二價鐵源化合物為FeCl₂、Fe(NO₃)₂、FeSO₄和(CH₃COO)₂Fe中的一種或幾種，所述金屬離子濃度為1.0~3.0mol/L。

3.根據權利要求1所述的一種碳包覆磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（2）中所述磷源化合物為H₃PO₄、NH₄H₂PO₄和(NH₄)₂HPO₄中的一種或幾種，所述磷酸根濃度為1.0~3.0mol/L。

4.根據權利要求1所述的一種碳包覆磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（4）中所述還原劑為草酸、抗壞血酸中的一種或幾種。

5.根據權利要求1所述的一種碳包覆磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟（5）滴加過程中，保持反應釜內的攪拌速率為100~500rpm，反應溫度為40~80℃，反應體系pH為5~8。

6.根據權利要求1所述的一種碳包覆磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（6）中所述陳化時間為10~15h，陳化溫度為50~70℃。

7.根據權利要求1所述的一種碳包覆磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（7）中所述洗滌時采用去離子水反復抽濾洗滌，直至洗滌至上層清液為中性。

8.根據權利要求1所述的一種碳包覆磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（8）中干燥溫度為80~120℃，干燥時間為10~20h。

9.根據權利要求1所述的一種碳包覆磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（9）中所述鋰源為氫氧化鋰、碳酸鋰、乙酸鋰、草酸鋰中的一種或幾種，所述包覆碳源為蔗糖、纖維素、淀粉、麥糊精、葡萄糖、果糖、乳糖、麥芽糖、草酸、抗壞血酸、檸檬酸、酒石酸中的一種或幾種，所述摻雜金屬化合物為氧化鋁、氧化鎂、二氧化鈦、五氧化二鈮、氧化鉻中的一種或幾種。

10.根據權利要求1所述的碳包覆磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：步驟（9）中所述煅燒具體為：在氮氣、氬氣或氮氫混合氣氛中600~800℃下煅燒5~30h。