[发明专利]一种碳包覆磷酸锰铁锂正极材料及制备方法

权利要求书

1.一种碳包覆磷酸锰铁锂正极材料，其特征在于：所述的碳包覆磷酸锰铁锂正极材料化学通式为C-Li_1-xM_xMn_yFe_1-yPO₄；

其中C表示与化合物Li_1-xM_xMn_yFe_1-yPO₄交联的碳；

其中x和y为数字，而且0＜x≤0.1，0.4≤y＜1；

M选自元素周期表第一行的过渡金属或过渡金属的混合物。

2.一种如权利要求1所述的碳包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)配制反应溶液分别制备0.5-5mol/L的二价锰离子溶液、亚铁离子溶液和草酸根溶液；

2)分别将二价锰离子和亚铁离子溶液同时加入到草酸盐溶液中，其中控制二价锰离子和亚铁离子摩尔比为1.5＜n(Mn²⁺):n(Fe²⁺)＜10，且控制草酸根与加入的二价锰离子和亚铁离子的摩尔比为1＜n(C₂O₄^2-):n(Mn²⁺+Fe²⁺)＜5，在保护性气氛下，进行搅拌，并加热，洗涤干燥后，得到草酸锰铁；

3)称取锂源化合物、磷源化合物和草酸锰铁，按照锂源、磷源和草酸锰铁摩尔比为1.0-1.2:1:1的比例混合，并加入0.5wt％-50wt％的碳源后，将混合物研磨到一定粒度后，在保护性气氛中加热至250-500℃，并在250-500℃下持续煅烧2-8h，然后冷却至室温，得到磷酸锰铁锂前驱体；

4)将磷酸锰铁锂前驱体粉碎，继续在保护性气氛中加热至600-900℃，并在600-900℃下持续煅烧5-20h，然后冷却至室温，即可得到碳包覆磷酸锰铁锂正极材料。

3.根据权利要求2所述的碳包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤1所述的锰盐为碳酸锰、硝酸锰、氯化锰和硫酸锰中的一种或几种；所述铁盐为醋酸铁、氯化铁、硝酸铁和硫酸亚铁中的一种或几种；所述的草酸盐为草酸、草酸钠、草酸钾和草酸铵中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的碳包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：步骤2所述的二价锰离子和亚铁离子溶液加入到草酸盐溶液中加入速度为1-3L/h。

5.根据权利要求2所述的碳包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于:步骤2中所述的加热温度为50-100℃，反应时间为5-20h。

6.根据权利要求2所述的碳包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于:步骤3中所述的锂源为碳酸锂、氢氧化锂和乙酸锂中的一种或几种；所述的磷源为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵和磷酸中的一种或几种；所述的锂源和磷源摩尔比为1:1时，优选磷酸二氢锂。

7.根据权利要求2所述的碳包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于:步骤3中所述的碳源为蔗糖、葡萄糖、可溶性淀粉、柠檬酸、酚醛树脂、石墨、炭黑和乙炔黑中的一种或几种。

8.根据权利要求2所述的碳包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于:步骤3中所述的混合物研磨粒度范围为：D₅₀≤0.3μm，D₁₀₀≤10μm。

9.根据权利要求2所述的碳包覆磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，其特征在于:步骤2、3和4中所述的保护性气氛为氮气和氩气中的一种。