[发明专利]一种高容量型磷酸铁锰锂正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高容量型磷酸铁锰锂正极材料，其特征是所述磷酸铁锰锂其化学通式为 Li_1+xFe_yMn_1-yPO₄， 其中-0.10<x ≤ 0.25，0<y ≤1.0。

2.根据权利要求1所述的高容量型磷酸铁锰锂正极材料，其特征是所述磷酸铁锰锂其化学式为Li_1.025Fe_0.238Mn_0.762PO₄/C。

3.根据权利要求1所述的高容量型磷酸铁锰锂正极材料，其特征是所述磷酸铁锰锂其化学式为Li_1.015Fe_0.238Mn_0.762PO₄/C或Li_0.95Fe_0.238Mn_0.762PO₄/C。

4.一种高容量型磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，采用磷酸铁锰为反应的铁/锰源，其特征是包括如下步骤：

1）、原料混合处理，

将核定计量的磷源化合物和纯水充分混合后制成固液混合液，再加入有机溶剂于砂磨装置中进行砂磨混合，然后加入定量的Li源化合物和碳源化合物，充分混合后为反应原料混合料；

2）原料混合料的纳米化处理为纳米活化浆料，

将置于砂磨装置中的原料混合料进行纳米化处理，是将置于砂磨装置中的原料混合料在高速旋转状态下进行砂磨处理，至原料混合料的粒度粒径砂磨至纳米级，然后定量加入磷酸铁锰，为纳米活化浆料；

3）干燥制前驱体喷雾料，

将步骤2）制备的纳米活化浆料先经初步干燥并过80-140目筛，然后置于喷雾干燥装置中，控制喷雾干燥装置的进风中的进风温度是出风口的出风温度的0.8-1.5倍，同时控制出风口的90℃≤温度≤130℃，得前驱体喷雾料；

4）烧结，制烧结料，

将上步制备的前驱体喷雾料经粉碎、过筛并混合均匀，然后填装于烧结匣体中，于烧结装置中在保护性气体存在的条件下，分阶段烧结、恒温、冷却出料为烧结料；

5）粉碎筛分分级，制磷酸铁锰锂正极材料

将步骤4）制备的烧结料置于粉碎设备，调节进气压力、粉碎压力、进料压力和进料频率，进行粉碎，筛分处理后即得磷酸铁锰锂正极材料。

5.根据权利要求4所述一种高容量型磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征是1）步所述的磷酸铁锰的化学式为Fe_xMn_1-xPO₄（0<x＜1.0）；

控制所述磷源的质量百分比为70-90wt%；控制固液混合液质量比为30-40：70-60；所述有机溶液为乙醇和/或甲醇。

6.根据权利要求4所述一种高容量型磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征是步骤2）所述高速旋转状态是控制旋转速度为1500-2500r/min，时间为30-400min；最后，在砂磨装置停止旋转的状态下，定量加入磷酸铁锰；控制所述磷酸铁锰的粒度粒径D₅₀在200-500nm。

7.根据权利要求4所述一种高容量型磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征是步骤3）控制喷雾干燥时进风口的温度为185-220℃，出风温度控制在95-105℃。

8.根据权利要求4所述一种高容量型磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征是步骤4）采用箱式炉进行烧结，单个匣钵的填料量控制在1-5kg，在氮气气氛的保护下， 加热升温至450℃并在450℃恒温条件下2-6h，然后继续加热至740-780℃恒温条件下保温8-12h，最后自然冷区至40-60℃时，控制全程加热升温速率为1.5-4.5℃ /min，冷却出料为烧结料。