[发明专利]一种改性磷酸锰铁锂材料、其制备方法以及锂离子电池

权利要求书

1.一种改性磷酸锰铁锂材料，其特征在于，具有多层结构，其中核心为磷酸锰铁锂纳米颗粒，中间层为镍钴锰酸锂三元成分层，外层为碳包覆层。

2.根据权利要求1所述的改性磷酸锰铁锂材料，其特征在于，所述中间层厚度为10nm～500nm之间，外层厚度为10nm～200nm之间。

3.一种改性磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、提供磷酸锰铁锂纳米粉体；

S2、将镍源、钴源、锰源和锂源共同溶解在水中，得到混合溶液；

在所述混合溶液中依次加入所述磷酸锰铁锂纳米粉体和葡萄糖，得到前驱体溶液；

S3、将所述前驱体溶液进行喷雾干燥，收集得到的粉末经过煅烧，得到包覆碳层的改性磷酸锰铁锂材料。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤S1具体包括：

S11、将亚铁盐、锰盐和柠檬酸共同溶解在水中，形成第一溶液；

S12、将所述第一溶液在草酸铵存在条件下通过共沉淀方式，得到草酸锰铁前驱体；

S13、按照摩尔比将所述草酸锰铁前驱体、锂源和磷酸盐混合，球磨后进行煅烧，降温后得到磷酸锰铁锂纳米粉体。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述S11步骤中亚铁盐和锰盐的摩尔比为1∶3～4∶1之间；所述亚铁盐优选为氯化亚铁和/或硫酸亚铁；所述锰盐优选为氯化锰、硫酸锰和硝酸锰中的一种或多种。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述S12步骤中，所述共沉淀的反应温度控制在30℃～60℃之间，pH控制在1.5～5.5之间；

所述S13步骤中锂源为碳酸锂、氢氧化锂和氯化锂中的一种或多种；所述磷酸盐优选为磷酸氢二铵和/或磷酸二氢铵。

7.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述镍源、锰源和钴源的摩尔比为(3～8)∶(2～7)∶(1～5)；所述镍源优选为乙酸镍、氯化镍、硫酸镍和硝酸镍中的一种或多种；所述钴源优选为乙酸钴、氯化钴、硫酸钴和硝酸钴中的一种或多种；所述锰源优选为乙酸锰、氯化锰、硫酸锰和硝酸锰中的一种或多种。

8.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，还在所述混合溶液中加入分散助剂，所述分散助剂为PEG、SDBS、CTAB、PVP和CD中的一种或多种；所述分散助剂的添加量优选为磷酸锰铁锂质量的0.1％～1％，葡萄糖的加入量为磷酸锰铁锂质量的0.5％～5％。

9.根据权利要求3-6任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤S3中，所述喷雾干燥后的粉末煅烧温度为750～850℃，煅烧时间优选为4～8h；所述煅烧通入气体进行，所述气体为氮气、氩气中的一种或多种。

10.一种锂离子电池，包括正极材料，其特征在于，所述正极材料为权利要求1-2任一项所述的改性磷酸锰铁锂材料或权利要求3-9任一项所述制备方法得到的改性磷酸锰铁锂材料。