[发明专利]一种纳米棒状磷酸锰锂正极材料及其制备方法

摘要

本发明属于新能源材料领域中的锂离子电池材料技术领域，特别涉及一种纳米棒状磷酸锰锂正极材料及其制备方法。本发明方法以乙二醇和水作为反应溶剂，采用溶剂热方法合成磷酸锰锂，再将磷酸锰锂与蔗糖混合合成碳包覆的磷酸锰锂正极材料。本发明方法反应体系简单，工艺参数容易控制，流程短，制备成本低，易于规模化生产，进一步拓展了磷酸锰锂制备领域的研究工作。本发明产品纯度高、尺寸小、颗粒分散性好，有利于电极材料与电解液的有效接触，缩短锂离子的扩散距离，提高锂离子电池的倍率性能。该磷酸锰锂正极材料中碳含量较少，少量的碳包覆在提高材料电子电导率的同时，也能确保以该产品作为正极材料的锂离子电池获得较高的能量密度。

主权项

一种纳米棒状磷酸锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)按P和Mn的摩尔比为1:1，称取磷酸和一水合硫酸锰，并将磷酸和一水合硫酸锰溶于水中，加入乙二醇溶液充分搅拌，得到磷酸和一水合硫酸锰的混合溶液，其中水与乙二醇的体积比为1:5～1:2；(2)依据步骤(1)中称取的一水合硫酸锰的量，按照Mn和Li的摩尔比为1:3，称取一水合氢氧化锂，溶于乙二醇中得到氢氧化锂溶液；(3)将步骤(2)所制备的氢氧化锂溶液以2mL/min～10mL/min的速率加入到步骤(1)制备的磷酸和一水合硫酸锰的混合溶液中，充分搅拌得到均匀的悬浊液；(4)将步骤(3)中所得悬浊液转移到高压反应釜中进行溶剂热反应，反应温度为160℃～200℃，反应时间为3h～24h；反应结束后，待反应釜降至室温，采用去离子水和无水乙醇对生成的产物反复洗涤并过滤，经真空干燥后得到磷酸锰锂纳米棒；(5)依据步骤(4)中所得磷酸锰锂纳米棒的量，按照磷酸锰锂和蔗糖的质量比为1:(0.15～0.25)，称取蔗糖，将磷酸锰锂和蔗糖在无水乙醇介质中球磨混合，经干燥后在500℃～700℃下惰性气氛中热处理2h～6h，得到碳包覆的磷酸锰锂材料。