[发明专利]一种微纳结构磷酸铁锰锂正极材料及其制备方法、锂离子电池

权利要求书

1.一种微纳结构磷酸铁锰锂正极材料，其特征在于，磷酸铁锰锂正极材料的通式为Li_zFe_xMn_1-x-yM_y(PO4)_z/C，其中0＜x≤0.6，0＜y≤0.1，1＜z≤1.08，M为掺杂元素，所述磷酸铁锰锂正极材料的一次颗粒为50-300nm，二次颗粒平均粒径为2-6μm；

所述微纳结构磷酸铁锂正极材料的制备方法包括如下步骤：

(1)混合，将锂源、铁源、锰源、掺杂元素、磷源、碳源、分散剂与溶剂按照通式LizFexMn1-x-yMy(PO4)z/C混合，其中0＜x≤0.6，0＜y≤0.1，1＜z≤1.08，M为掺杂元素；

(2)煅烧，在二流体喷雾和保护性气氛下升温至400-600℃煅烧5-20h，升温至600-800℃煅烧5-20h；

(3)保温，降温至400-500℃保温2-5h；

(4)冷却，自然冷却至室温，得到微纳结构磷酸铁锰锂正极材料，所述磷酸铁锰锂正极材料的一次颗粒为50-300nm，二次颗粒平均粒径为2-6μm；

所述碳源为蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖、柠檬酸、淀粉中的一种或两种以上。

2.根据权利要求1所述的磷酸铁锰锂正极材料，其特征在于，通式Li_zFe_xMn_1-x-yM_y(PO4)_z/C中锂源、铁源、锰源、碳源、磷源、掺杂元素分别为，

所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、磷酸二氢锂、磷酸氢二锂、硝酸锂、草酸锂、醋酸锂中的一种或两种以上；

所述铁源为磷酸铁、三氧化二铁、草酸亚铁、硝酸铁、草酸铁、醋酸铁、醋酸亚铁、硫酸亚铁、氯化亚铁中的一种或两种以上；

所述锰源为磷酸锰、乙酸锰、硫酸锰、硝酸锰、碳酸锰中的一种或两种以上；

所述磷源为磷酸、磷酸锰、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铁、磷酸二氢锂中的一种或两种以上；

所述碳源为蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖、柠檬酸、淀粉中的一种或两种以上；

所述掺杂元素为Zn、Co、Cu、Mg、Ti、Zr、Al、V、Cr、Nb中的一种或两种以上。

3.根据权利要求1所述的微纳结构磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)混合，将锂源、铁源、锰源、掺杂元素、磷源、碳源、分散剂与溶剂按照通式Li_zFe_xMn_1-x-yM_y(PO4)_z/C混合，其中0＜x≤0.6，0＜y≤0.1，1＜z≤1.08，M为掺杂元素；

(2)煅烧，在二流体喷雾和保护性气氛下升温至400-600℃煅烧5-20h，升温至600-800℃煅烧5-20h；

(3)保温，降温至400-500℃保温2-5h；

(4)冷却，自然冷却至室温，得到微纳结构磷酸铁锰锂正极材料，所述磷酸铁锰锂正极材料的一次颗粒为50-300nm，二次颗粒平均粒径为2-6μm；

所述碳源为蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖、柠檬酸、淀粉中的一种或两种以上。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、磷酸二氢锂、磷酸氢二锂、硝酸锂、草酸锂、醋酸锂中的一种或两种以上；

所述铁源为磷酸铁、三氧化二铁、草酸亚铁、硝酸铁、草酸铁、醋酸铁、醋酸亚铁、硫酸亚铁、氯化亚铁中的一种或两种以上；

所述锰源为磷酸锰、乙酸锰、硫酸锰、硝酸锰、碳酸锰中的一种或两种以上；

所述磷源为磷酸、磷酸锰、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铁、磷酸二氢锂中的一种或两种以上；

所述掺杂元素为Zn、Co、Cu、Mg、Ti、Zr、Al、V、Cr、Nb中的一种或两种以上。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述分散剂为聚乙二醇、聚乙烯醇、吐温-80、吐温-60、司盘-60、司盘-80、曲拉通x-100中的一种或两种以上；

所述溶剂为纯水、乙醇、丙醇、丙酮中的一种或两种以上。