[发明专利]电池级磷酸铁锰的制备方法、磷酸铁锰锂、电池正极材料及二次电池

权利要求书

1.一种磷酸铁锰的制备方法，其特征在于，该方法包括步骤如下：

1)将二价锰盐和二价铁盐的混合盐加入反应釜中，加水，在室温下搅拌使其完全溶解，配置成浓度分别为0.2～4mol/L的二价锰盐和二价铁盐的水溶液；

2)向反应釜中边搅拌边通过蠕动泵加入已配制好的pH调整剂，调节反应体系的pH值至7.5～12.0，结束后继续搅拌10～20分钟；

3)向反应釜中通过蠕动泵以30～100r/min的进料速度加入氧化剂，结束后继续搅拌20～60分钟；所述的氧化剂为过氧化钠、双氧水、臭氧中一种或多种；

4)待反应釜中温度达到60～165℃后，用蠕动泵加入可溶性磷源溶液，反应2～8小时，反应结束后磷酸铁锰料浆自然冷却至室温，经水洗、过滤、干燥，得到终产品Mn_xFe_1-xPO₄·yH₂O。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

1)所述的二价锰盐为硫酸亚锰、硝酸亚锰、氯化亚锰、乙酸亚锰中的一种或多种；

2)所述的二价铁盐为硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁中的一种或多种；

3)所述的pH调整剂为氢氧化钠、氨水、乙酸钠、乙酸铵中的一种或多种；

4)所述氧化剂与锰和铁的摩尔比，即氧化剂/(Mn+Fe)＝1～4；

5)所述的磷源为磷酸、磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢钠、磷酸铵中的一种或多种，磷源与锰和铁的摩尔比为P/(Mn+Fe)＝1.1～2；

6)通过调整锰盐和铁盐的进料摩尔比为Mn/Fe＝1～4，可以得到不同Mn/Fe摩尔比的磷酸铁锰Mn_xFe_1-xPO₄·yH₂O产品，0.5≤x≤0.8，y值为0或1。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：

1)将二价锰盐加入反应釜中，加水，在室温下搅拌使其完全溶解，配置成浓度为0.2～4mol/L的二价锰盐的水溶液；

2)向反应釜中边搅拌边通过蠕动泵加入已配制好的pH调整剂，调节反应体系的pH值至7.5～12.0，结束后继续搅拌10～20分钟；

3)向反应釜中通过蠕动泵以30～100r/min的进料速度加入氧化剂，结束后继续搅拌20～60分钟；所述的氧化剂为过氧化钠、双氧水、臭氧中一种或多种；

4)向反应釜中通过蠕动泵加入已配制好的三价铁盐溶液，结束后继续搅拌30分钟；三价铁盐溶液浓度为0.2～4mol/L；

5)待反应釜中温度达到60～165℃后，用蠕动泵加入一定量的可溶性磷源溶液，反应2～8小时，反应结束后磷酸铁锰料浆自然冷却至室温，经水洗、过滤、干燥，得到终产品Mn_xFe_1-xPO₄·yH₂O。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：

1)所述的二价锰盐为硫酸亚锰、硝酸亚锰、氯化亚锰、乙酸亚锰中的一种或多种；

2)所述的pH调整剂为氢氧化钠、氨水、乙酸钠、乙酸铵中的一种或多种；

3)所述氧化剂与锰和铁的摩尔比，氧化剂/(Mn+Fe)＝1～4；

4)所述的三价铁盐为硫酸铁、硝酸铁、氯化铁中的一种或多种；

5)所述的磷源为磷酸、磷酸钠、磷酸钾、磷酸二氢钠、磷酸铵中的一种或多种，磷源与锰和铁的摩尔比为P/(Mn+Fe)＝1.1～2；

6)通过调整锰盐和铁盐的进料摩尔比为Mn/Fe＝1～4，可以得到不同Mn/Fe摩尔比的磷酸铁锰Mn_xFe_1-xPO₄·yH₂O产品，0.5≤x≤0.8，y值为0或1。

5.根据权利要求1～4中任一项所述方法制备的磷酸铁锰产品。

6.一种磷酸铁锰锂，由通过权利要求1～4任一项所述方法制成的磷酸铁锰和锂化合物合成而成。