[发明专利]一种磷酸锰铁锂包覆富锂锰基正极材料的制备方法及锂电池

说明书

本发明公开了一种磷酸锰铁锂包覆富锂锰基正极材料的制备方法，包括有机相制备步骤；水相的制备步骤，水热反萃取代步骤，以及产品洗涤干燥步骤；水相的制备步骤包括：称取化学计量比的锂源，加入去离子水，配制为浓度是0.1～1mol/L的锂离子溶液，然后加入1.0～4.0mol/L H₃PO₄溶液，用氨水调节溶液PH为5～8，加入0.5～2g的抗坏血酸，最后加入富锂锰Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂材料，搅拌均匀即可获得含有富锂锰材料的LiH₂PO₄溶液；而水热反萃包覆步骤利用水热反萃法在富锂锰材料表面生成一层均匀的磷酸锰铁锂。还公开了该基于正极材料形成的锂电池，电池循环性得到明显改善。本制备方案反应过程温度低，时间短，能耗少，有机溶剂可循环使用，减少了化工品的消耗，同时也无环境污染问题，同时工艺流程简单，易于工业化。

技术领域

本发明属于电化学材料领域，具体涉及锂电池正极材料技术。

背景技术

近年来，锂离子电池由于在电动汽车(EV)和混合动力汽车(HEV)等呈现出空前的应用前景而备受关注。富锂锰基正极材料xLi₂MnO₃.(1－x)LiMO₂(M＝Ni、Co、Mn中的一种或多种)因具有高能量密度、低成本等特点引起了人们广泛关注。然而循环性能不佳极大的限制了富锂锰基材料的商业化发展。

针对以上问题，人们做了大量的研究开发，主要有表面包覆，体相掺杂以及表面处理。其中，表面包覆是一种简单有效的改性方法，包覆物质可以有效的阻止电解液对富锂材料表面的侵蚀，优化界面反应电化学，降低界面反应电化学电阻，提高材料的循环稳定性。主要的包覆材料有：MgO,Al₂O₃，AlPO₄、MgPO₄，Li₄Ti₁₂O₅、LiMnPO₄、LiNiPO₄。

由于选取合适的包覆材料、合适的包覆方法对富锂锰基正极材料的电化学性能的提高显得尤为重要。

如公开号CN106450211A(申请号：CN201610968394.9)的中国发明专利申请，其公开了一种表面包覆复合的富锂锰基正极材料及其制备方法，该方案中采用固相法对富锂锰基材料包覆了磷酸锰铁锂，但此种方法不能对包覆层进行有效控制，易造成包覆不均一的现象，最终导致材料的极化较大。

由此，提供一种能够有效提高富锂锰基正极材料的电化学性能的方案是本领域亟需解决的问题。

发明内容

针对现有富锂锰基正极材料在生产过程所存在的问题，需要一种新的富锂锰基正极材料生产方案。

为此，本发明所要解决的问题是提供一种磷酸锰铁锂包覆富锂锰基正极材料的制备方法，以克服现有技术所存在的缺陷；并在基础上进一步提供相应的锂电池。

为了解决上述问题，本发明提供的磷酸锰铁锂包覆富锂锰基正极材料的制备方法，包括：

有机相制备步骤；

水相的制备步骤，该步骤包括：

称取化学计量比的锂源，加入去离子水，配制为浓度是0.1～1mol/L的锂离子溶液，然后加入1.0～4.0mol/L H₃PO₄溶液，用氨水调节溶液PH为5～8，加入0.5～2g的抗坏血酸，最后加入富锂锰Li_1.2Mn_0.54Ni_0.13Co_0.13O₂材料，搅拌均匀即可获得含有富锂锰材料的LiH₂PO₄溶液；