[发明专利]一种掺杂金属元素改性的磷酸锰锂复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种掺杂金属元素改性的磷酸锰锂复合正极材料，其特征在于，该复合正极材料的化学通式为：LiMn_xM_yPO₄/C，其中0.6≤x≤0.9，x+y=1，掺杂金属元素M为Fe、Mg、V、Zn、Zr、Ti中的一种或者多种。

2.根据权利要求1所述的一种掺杂金属元素改性的磷酸锰锂复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）用锰源可溶性物质配制浓度为1～4mol/L的锰盐溶液备用，用沉淀剂和络合剂进行混合配制成氨碱混合溶液备用，所述氨碱混合溶液中沉淀剂的浓度为0.5～8mol/L，络合剂的浓度为0.5～8mol/L；

（2）将分散剂与去离子水按体积比（1～5）︰（70～150）加入到容器中，在700～900r/min的搅拌速率下搅拌0.5~2h，分散均匀后得到底液;

（3）在35～70℃的恒温水浴条件下，将步骤（1）得到的锰盐溶液和氨碱混合溶液同时滴加到步骤（2）得到的底液中水解，并不断搅拌反应液，控制反应液的pH值为6.0~12.0，滴加结束后继续保温搅拌0.5~2h，再陈化10～20h，然后经过抽滤、洗涤和在80~120℃温度条件下干燥后得到锰源前驱体；所述锰盐溶液、氨碱混合溶液和底液的体积比（2～5）︰（2～5）︰（0.5～2）；

（4）锰源前驱体与锂源、磷源、碳源、M源按复合材料所需化合物的化学计量比进行球磨混合，然后将混合物置于在600～900℃的保护性气体环境中进行烧结5~10h，再冷却、破碎、筛分处理后得到掺杂金属元素改性后的磷酸锰锂复合正极材料。

3.根据权利要求2所述的一种掺杂金属元素改性的磷酸锰锂复合正极材料的制备方法，其特征在于，锰源可溶性物质为硫酸锰、氯化锰、草酸锰和乙酸锰中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的一种掺杂金属元素改性的磷酸锰锂复合正极材料的制备方法，其特征在于，沉淀剂为氢氧化钠、氢氧化铵、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵和碳酸氢铵中的一种或几种。

5.根据权利要求2所述的一种掺杂金属元素改性的磷酸锰锂复合正极材料的制备方法，其特征在于，络合剂为氨水、碳酸氢铵、碳酸铵、柠檬酸和乙二胺四乙酸二钠中的一种或几种。

6.根据权利要求2所述的一种掺杂金属元素改性的磷酸锰锂复合正极材料的制备方法，其特征在于，分散剂为聚乙二醇、聚乙烯蜡、硬脂酰胺和硬脂酸单甘油酯中的一种或几种。

7.根据权利要求2所述的一种掺杂金属元素改性的磷酸锰锂复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中锰盐溶液和氨碱混合溶液的滴加速度均为3～10ml/min，搅拌速率为600～1200r/min。

8.根据权利要求2所述的一种掺杂金属元素改性的磷酸锰锂复合正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤（3）中采用去离子水和乙醇进行若干次洗涤、过滤，直至滤液的pH值为中性。

9.根据权利要求2所述的一种掺杂金属元素改性的磷酸锰锂电复合正极材料的制备方法，其特征在于，球磨过程中加入分散剂，分散剂为丙酮、乙醇中的一种。

10.根据权利要求2所述的一种掺杂金属元素改性的磷酸锰锂复合正极材料的制备方法，其特征在于，碳源为葡萄糖、蔗糖、乙炔黑、炭黑、科琴黑、石墨烯中的一种；锂源为碳酸锂、氢氧化锂中的一种；磷源为磷酸二氢铵、磷酸、磷酸铵、五氧化二磷、磷酸氢二铵、磷酸二氢锂中的一种。