[发明专利]一种磷酸锰锂正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种磷酸锰锂正极材料，包括Li_xMn_1-y-zMl_yM2_zPO₄颗粒和包覆在所述Li_xMn_1-y-zMl_yM2_zPO₄颗粒表面的碳层，其中，0.9≤x≤1.3，0≤y≤0.3，0＜z≤0.3，M1和M2各自独立的选自Mg，Ti，V，Co，Fe和Al中的一种或几种，M2的浓度从Li_xMn_1-y-zMl_yM2_zPO₄颗粒表面向中心逐渐较小。

2.一种磷酸锰锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤a)将Mn源化合物和M1源化合物的水溶液与pO₄^3-在反应釜中混合，调节pH值为2～7，反应后得到Mn_1-y-zMl_yPO₄，所述水溶液中Mn源化合物的浓度为1-y-z mol/L，所述水溶液中M1源化合物的浓度为y mol/L，0≤y≤0.3，0＜z≤0.3；

步骤b)向所述反应釜中滴加M2源化合物的水溶液，调节pH值为2～7，M2源化合物与PO₄^3-反应，形成表面包覆有M2的磷酸盐的Mn_1-y-zMl_yPO₄，M2源化合物的水溶液的浓度为z mol/L；

步骤c)将步骤b)得到的产物、锂源化合物和碳源化合物混合，球磨干混后在300～800℃下恒温焙烧1～20h，冷却后得到磷酸锰锂正极材料，所述锂源化合物中的锂元素与Mn_1-y-zMl_yPO₄的摩尔比为x：1，0.9≤x≤1.3，M1和M2各自独立的选自Mg，Ti，V，Co，Fe和Al中的一种或几种。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述Mn源化合物选自硝酸锰、碳酸锰和醋酸锰中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述PO₄^3-由磷酸，磷酸二氢铵和磷酸氢二铵中的一种或几种提供。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述M1源化合物选自M1的硝酸盐、硫酸盐和氯化盐中的一种或几种；所述M2源化合物选自M2的硝酸盐、硫酸盐和氯化盐中的一种或几种。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述锂源化合物选自氢氧化锂、碳酸锂和氯化锂中的一种或几种；所述碳源化合物选自蔗糖、葡萄糖、酚醛树脂、聚对苯、可溶性淀粉、聚乙烯醇、石墨烯和无机碳中的一种或几种。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤a)具体为：

将Mn源化合物和M1源化合物的水溶液与含PO₄^3-的水溶液同时滴加至反应釜中，滴加速度分别为0.1～1mL/s，加热反应釜至30～80℃，以100～1000r/分钟的速度搅拌，向所述反应釜中滴加NH₃·H₂O溶液调节pH值为2～7，反应后得到Mn_1-y-zMl_yPO₄，所述水溶液中Mn源化合物的浓度为1-y-z mol/L，所述水溶液中M1源化合物的浓度为y mol/L，0≤y≤0.3，0＜z≤0.3。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤b)具体为：

以0.1～1mL/s的滴加速度向所述反应釜中滴加M2源化合物的水溶液，加热反应釜至30～80℃，以100～1000r/分钟的速度搅拌，向所述反应釜中滴加NH₃·H₂O溶液调节pH值为2～7，将M2源化合物与PO₄^3-反应，洗涤、干燥后得到表面包覆有M2的磷酸盐的Mn_1-y-zMl_yPO₄，M2源化合物的水溶液的浓度为z mol/L。