[發明專利]一種富錳基磷酸鹽正極材料及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202111170822.0
• 申請日: 2021-10-08
• 公開（公告）號: CN113929069B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 趙君梅;徐春柳;劉會洲
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/62
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 劉二艷

1.一種正極材料，其特征在于，所述正極材料為含有V和Ti的富Mn基磷酸鹽正極材料，所述正極材料的化學式為Na_{3+δ+(4-n)x+2y}Ti_1-δ-x-yMⁿ⁺_xV_δMn_1+y(PO₄)₃；

其中，所述Mⁿ⁺包括Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Y³⁺、La³⁺、Ga³⁺、Zr⁴⁺、Sn⁴⁺、Nb⁵⁺或W⁶⁺中的任意一種或至少兩種的組合；

所述0＜x≤0.05；

所述0δ≤0.25；

所述n≥2；

所述0＜y＜0.15。

2.一種如權利要求1所述的正極材料的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

將正極材料的原料與溶劑混合得到前驅體，對所述前驅體進行干燥后燒結得到所述正極材料，所述干燥后進行研磨處理，所述燒結的氣氛包括惰性氣氛和/或還原氣氛，所述燒結的溫度為500~900?℃，燒結的時間為2~20?h；

所述原料包括鈉源、錳源、鈦源、釩源、磷源和金屬離子源，所述金屬離子源包括Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Zn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Al³⁺、Cr³⁺、Fe³⁺、Y³⁺、La³⁺、Ga³⁺、Zr⁴⁺、Sn⁴⁺、Nb⁵⁺或W⁶⁺對應的酸、堿、鈉鹽或銨鹽中的任意一種或至少兩種的組合；

所述原料還包括碳源，所述碳源和所述金屬離子源的摩爾比為0~10:1。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述鈉源包括碳酸氫鈉、碳酸鈉、乙酸鈉、硝酸鈉、氫氧化鈉或草酸鈉中的任意一種或至少兩種的組合。

4.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述錳源包括乙酸錳、硝酸錳、乙酰丙酮錳、草酸錳、碳酸錳、一氧化錳、二氧化錳、三氧化二錳、四氧化三錳、亞錳酸酐、錳酸酐或高錳酐中的任意一種或至少兩種的組合。

5.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述鈦源包括二氧化鈦、三氧化二鈦、鈦酸鈉、乙酰丙酮鈦、乙酰丙酮氧鈦或鈦酸四丁酯中的任意一種或至少兩種的組合。

6.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述釩源包括各類五氧化二釩、四氧化二釩、三氧化二釩、氧化釩、偏釩酸銨鈉、釩酸銨、乙酰丙酮氧釩或乙酰丙酮釩中的任意一種或至少兩種的組合。

7.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述磷源包括磷酸、磷酸二氫銨鈉、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨鈉、磷酸氫二銨、磷酸銨或磷酸銨鈉中的任意一種或至少兩種的組合。

8.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述碳源包括檸檬酸鈉、檸檬酸、油酸鈉、油酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、葡萄糖、抗壞血酸、蔗糖、鹽酸多巴胺、淀粉、氧化石墨烯、還原石墨烯、碳納米管或科琴黑中的任意一種或至少兩種的組合。