[发明专利]一种磷酸铁锰锂正极材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，磷酸铁锰锂正极材料的化学组成为Li_1-yM_yFe_1-xMn_xPO₄，0.4＜x≤0.7，0.01≤y≤0.1，M为掺杂元素，选自Mg和Nb中的至少一种，制备方法包括：

S1：对含有锂源、铁源、锰源、磷源、掺杂元素源、有机碳源和有机疏水改性剂的料液进行研磨，得到浆料；

S2：将浆料加入高温热分解喷雾装置中进行喷雾热解反应，得到磷酸铁锰锂正极材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，锂源选自磷酸二氢锂、碳酸锂、草酸锂、醋酸锂和氢氧化锂中的至少一种；铁源选自氢氧化亚铁、氯化亚铁、草酸亚铁和硫酸亚铁中的至少一种；锰源选自氯化锰、碳酸锰、乙酸锰、硫酸锰和草酸锰中的至少一种；磷源选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵和磷酸中的至少一种；掺杂元素源选自氢氧化镁和五氧化二铌中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，控制料液中锂源的质量含量为7-10％；铁源的质量含量为12-16％；锰源的质量含量为14-25％；磷源的质量含量为23-28％。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，有机碳源选自一水聚乙烯醇、葡萄糖和蔗糖中的至少一种，优选为一水葡萄糖；

优选地，控制料液中有机碳源的质量含量为2-4％。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，有机疏水改性剂选自PVDF和聚氧烯烃共聚物中的至少一种；

优选地，有机疏水改性剂包括PVDF和聚氧烯烃共聚物，有机疏水改性剂中PVDF与聚氧烯烃共聚物的质量配比为3：(2-2.5)；

优选地，控制料液中有机疏水改性剂的质量含量为0.5-0.8％。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备料液包括：

A)向部分纯水中加入有机碳源和有机疏水改性剂，搅拌混匀，得到第一混合物；

B)向第一混合物中加入剩余纯水以及锂源、铁源、锰源、磷源和掺杂元素源，搅拌混匀，得到料液。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，研磨包括：先将料液粗磨至D50≤1.2μm，再继续细磨至D50为0.45-0.50μm。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，进行喷雾热解反应时，控制喷雾热解反应的温度高于有机疏水改性剂的热解温度；

优选地，在高纯氮气保护下进行喷雾热解反应，控制喷雾热解反应的温度为380-460℃，压力为2-4MPa，时间为4-8h。

9.一种磷酸铁锰锂正极材料，其特征在于，按照权利要求1-8任一所述的制备方法制得。

10.权利要求9所述的磷酸铁锰锂正极材料在制备锂离子电池中的应用。