[發明專利]一種碳與磷酸鍺鋁鋰雙重包覆的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法

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• 申請號: 202211225941.6
• 申請日: 2022-10-09
• 公開（公告）號: CN115498162A
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 張公平;方明;曹棟強;龔麗鋒;李宜薄;郝培棟;王博;蘇方哲;鄭紅;孫仕昊;任柯柯;吳青
• 申請（專利權）人: 浙江格派鈷業新材料有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 紹興市越興專利事務所(普通合伙) 33220
• 代理人: 沈蘭蘭

1.一種碳與磷酸鍺鋁鋰雙重包覆的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：

S1：將鋰源、錳源、鐵源、磷源以及有機碳源在溶劑中研磨混合，干燥后進行粉碎獲得磷酸錳鐵鋰前驅體；所述有機碳源的殘碳量為理論生成磷酸錳鐵鋰質量的0-5％；

S2：將S1獲得的磷酸錳鐵鋰前驅體壓實后放入惰性氣體保護的煅燒爐中進行一燒，煅燒后進行研磨，得到磷酸錳鐵鋰半成品；

S3：將S2獲得的磷酸錳鐵鋰半成品加入磷酸鍺鋁鋰前驅體包覆液中，經攪拌、旋轉蒸發儀干燥、粉碎后得到磷酸錳鐵鋰/磷酸鍺鋁鋰前驅體；Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃為理論生成磷酸錳鐵鋰質量的0-5％；

S4：將S3制備的磷酸錳鐵鋰/磷酸鍺鋁鋰前驅體壓實后放入惰性氣體保護的煅燒爐中進行二燒，煅燒后進行粉碎、過篩，得到碳與磷酸鍺鋁鋰雙重包覆的磷酸錳鐵鋰正極材料；

所述材料的化學通式LiMnxFeyPO4/C@Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3，0.3≤x≤0.8，0.2≤y≤0.7，x+y=1。

2.根據權利要求1所述的一種碳與磷酸鍺鋁鋰雙重包覆的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：步驟S1所述鋰源選自磷酸二氫鋰、碳酸鋰和氫氧化鋰中的至少一種；鐵源選自磷酸鐵、三氧化二鐵、草酸亞鐵和四氧化三鐵中的至少一種；錳源選自四氧化三錳、二氧化錳、磷酸錳、碳酸錳中的至少一種；補充磷源選自磷酸二氫銨、磷酸氫二銨和磷酸中的至少一種；碳源選自葡萄糖、蔗糖、檸檬酸、淀粉中的至少一種。

3.根據權利要求1所述的一種碳與磷酸鍺鋁鋰雙重包覆的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟S1中，料液比為1:(0.5-2)，料球比1:(1-10)，研磨粒度控制在D50=0.3-0.5μm。

4.根據權利要求1所述的一種碳與磷酸鍺鋁鋰雙重包覆的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟S2中，第一次煅燒的溫度為300-500℃，煅燒時間為2-5h，惰性氣體為氮氣、氬氣、氫氣中的一種或兩種以上。

5.根據權利要求1所述的一種碳與磷酸鍺鋁鋰雙重包覆的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟S3中，磷酸鍺鋁鋰前驅體Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃包覆液原料摩爾比Li⁺:Al³⁺:Ge⁴⁺:PO₄^3-=1.5:0.5:1.5:3。

6.根據權利要求1所述的一種碳與磷酸鍺鋁鋰雙重包覆的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：所述步驟S4中，第二次煅燒的溫度為600-900℃，煅燒時間為4-10h，惰性氣體為氮氣、氬氣、氫氣中的一種或兩種以上。