[发明专利]一种改性磷酸铁锰锂正极材料及其制备方法

摘要

本发明属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种改性磷酸铁锰锂正极材料及其制备方法。该改性磷酸铁锰锂正极材料，其化学组成为Li1‑yTiyFe1‑xMnxPO4，其中x的范围为0.2≤x≤0.6，y的范围为0.01≤y≤0.1。首先通过高速剪切乳化机制备掺杂钛的磷酸铁锰锂前驱体，然后将所述前驱体和碳源混合，经烧结，最终制备出改性的磷酸铁锰锂材料。该方法反应时间短，操作简单，常压下反应，前驱体粒径可控，产率高达99%以上。电化学性能优异，0.1C倍率首次放电比容量为155.8 mAh/g，1C倍率循环100周后容量保持率97.4%，8C放电比容量为115.4 mAh/g。

主权项

1.一种改性磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述改性磷酸铁锰锂正极材料的化学组成为Li1‑yTiyFe1‑xMnxPO4，其中x的范围为0.2≤x≤0.6，y的范围为0.01≤y≤0.1；所述改性磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：首先通过高速剪切乳化机制备掺杂钛的磷酸铁锰锂前驱体，并调控前驱体颗粒大小，得到未包碳的掺杂钛的磷酸铁锰锂前驱体，然后将所述前驱体和碳源混合，经过烧结，最终制备出改性的磷酸铁锰锂材料；具体包括以下步骤：(1)前驱体合成：按改性磷酸铁锰锂的化学组成Li1‑yTiyFe1‑xMnxPO4依次将络合剂、锂源、锰源、铁源、磷源按一定摩尔计量系数配比用超纯水溶解于反应容器中，并混入钛源搅拌分散，并向反应容器中通入氮气，同时用高速剪切乳化机对溶液体系进行搅拌，高速剪切乳化机的转速为4000‑6000r/min，搅拌分散时间0.5‑1.5h，最后将得到的浆料过滤干燥，研碎，得到改性磷酸铁锰锂前驱体，其中，络合剂占络合剂、锂源、锰源、铁源、磷源和钛源反应原料总质量的0.5‑1%；(2)高温包碳烧结：将得到的磷酸铁锰锂前驱体和碳源按质量比为5‑6:1的比例混合，加入分散剂，在球磨机中球磨,球磨后产物进行烘干，研碎过筛，在氮气保护下将过筛后产物在400‑700℃温区保温，随炉冷却至室温，即得目标产物改性的磷酸铁锰锂正极材料。