[發明專利]一種磷酸鹽正極材料前驅體、其制備方法及應用

有效

• 申請號: 202111446175.1
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114212764B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 劉峰瑋;張衛東;張煒;林玲鑫
• 申請（專利權）人: 廈門廈鎢新能源材料股份有限公司
• 主分類號: C01B25/45
• 分類號: C01B25/45;H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 北京律智知識產權代理有限公司 11438
• 代理人: 陳槐萱

1.一種磷酸鹽正極材料前驅體，其特征在于，其化學組成為Mn_1-x-y-qCo_xNi_yM_qHPO₃(OH)?ZH₂O，其中，x0；y0；0.04≦x+y≦0.05；0≦q0.06；1≦Z≦2；M為摻雜元素，選自IA族、IIA族、VIII族、IIIA族和副族元素中的一種或多種元素，且M不為Mn、Co或Ni；

所述磷酸鹽正極材料前驅體的制備方法包括：

S1，將陽離子源和磷酸根水溶液混合，得到混合溶液，其中，所述陽離子源包括Mn源、Co源、Ni源和M源；

S2，將所述混合溶液在50~90℃條件下反應，得到反應液；

S3，對所述反應液進行有機溶劑萃取，分離得到沉淀物，所述沉淀物洗滌、干燥得到所述磷酸鹽正極材料前驅體；其中，所述有機溶劑極性值小于3.4，選自石油醚、己烷、氯仿和四氯化碳中的一種或多種。

2.根據權利要求1所述的磷酸鹽正極材料前驅體，其特征在于，所述M選自Al、Mg、Ti、V和B中的一種或多種。

3.一種如權利要求1或2所述的磷酸鹽正極材料前驅體的制備方法，其特征在于，包括：

S1，將陽離子源和磷酸根水溶液混合，得到混合溶液，其中，所述陽離子源包括Mn源、Co源、Ni源和M源；

S2，將所述混合溶液在50~90℃條件下反應，得到反應液；

S3，對所述反應液進行有機溶劑萃取，分離得到沉淀物，所述沉淀物洗滌、干燥得到所述磷酸鹽正極材料前驅體；其中，所述有機溶劑極性值小于3.4，選自石油醚、己烷、氯仿和四氯化碳中的一種或多種。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述陽離子源和磷酸根的摩爾比為1：1~4；所述磷酸根水溶液為磷酸和純水的混合液，其中，每摩爾磷酸與50~250g純水混合獲得所述磷酸根水溶液。

5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，反應時間為2~24h。

6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟S3中，還對干燥后的所述磷酸鹽正極材料前驅體進行破碎處理，破碎后的顆粒粒徑D50為0.5~10μm。

7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述陽離子源選用對應的陽離子金屬單質和/或含有對應陽離子的化合物。

8.一種磷酸錳鋰正極材料，其特征在于，其由如權利要求1或2所述的磷酸鹽正極材料前驅體制備得到。

9.根據權利要求8所述的磷酸錳鋰正極材料，其特征在于，在所述磷酸鹽正極材料前驅體中添加鋰源和碳源，混合后煅燒得到所述磷酸錳鋰正極材料，所述磷酸錳鋰正極材料的充電電壓平臺大于4.1V。

10.一種鋰離子電池，其特征在于，包括如權利要求8或9所述的磷酸錳鋰正極材料。