[發明專利]一種正極材料及其制備方法、鋰離子電池

在審

• 申請號: 202211248702.2
• 申請日: 2022-10-12
• 公開（公告）號: CN115548307A
• 公開（公告）日: 2022-12-30
• 發明（設計）人: 劉毅;王雪瑩;彭曉曦
• 申請（專利權）人: 寧波容百新能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M10/0525;C01B32/914;C01B25/45;C01B32/05
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 金銀花

1.一種正極材料，其特征在于，包括：

內層材料和包覆所述內層材料的包覆層，所述內層材料為LiFe_xMn_1-xPO₄，所述包覆層包括Nb₂C MXene和碳；其中，0＜x≤0.5。

2.如權利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述包覆層的質量為所述內層材料的質量的15wt％-19wt％。

3.如權利要求1所述的正極材料，其特征在于，所述包覆層中所述碳與所述Nb₂C MXene之間的質量比為2.40:1-4.67:1。

4.如權利要求1-3任一項所述的正極材料，其特征在于，所述包覆層的厚度為1-5nm。

5.如權利要求4所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料的中位粒徑為2-30微米。

6.如權利要求4所述的正極材料，其特征在于，所述正極材料的壓實密度大于2.2g/cm³。

7.一種如權利要求1-6任一項所述的正極材料的制備方法，其特征在于，包括：

對包括磷酸錳鐵氨前驅體、鋰源、碳源和Nb₂C MXene的第一漿料進行砂磨，使所述第一漿料的中位粒徑為0.1-1.0微米；其中，所述鋰源與磷酸錳鐵氨的摩爾比為1:1-1:1.06；

對所述第一漿料干燥，得到粉體材料；

在680-800℃條件下，對所述粉體材料燒結5-20小時，得到正極材料。

8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一漿料的固含量為30％-80％，所述第一漿料通過攪拌設備得到，所述攪拌設備中轉子的轉速為1000-3000rpm。

9.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述碳源的添加質量占磷酸錳鐵鋰質量的12wt％～14wt％，所述Nb₂C MXene的添加質量占所述磷酸錳鐵鋰質量的3wt％～5wt％，所述磷酸錳鐵鋰由所述磷酸錳鐵氨前驅體與所述鋰源反應得到。

10.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述碳源為蔗糖、葡萄糖、檸檬酸、聚乙烯醇、聚乙二醇、炭黑、乙炔黑、和石墨烯中的至少一種。

11.如權利要求8～10任一項所述的方法，其特征在于，所述對包括磷酸錳鐵氨前驅體、鋰源、碳源和Nb₂C MXene的第一漿料進行砂磨之前，還包括：

在PH值為5-7的條件下，將可溶性磷酸鹽、氨、錳源、鐵源混合于水中以進行共沉淀反應，生成含磷酸錳鐵氨前驅體的第二漿料；

對所述第二漿料進行壓濾、洗滌、干燥，得到所述磷酸錳鐵氨前驅體；其中，所述磷酸錳鐵氨前驅體的分子通式為：NH₄Mn_1-xFe_xPO₄·H₂O；0＜x≤0.5。

12.如權利要求11所述的方法，其特征在于，所述共沉淀反應在保護氣氛中，抗氧化劑存在的條件下進行；其中，所述抗氧化劑的添加質量占所述鐵源的質量的0.4wt％-0.6wt％。