[发明专利]一种磷酸锰锂和碳纳米管原位复合正极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种磷酸锰锂和碳纳米管原位复合正极材料，其特征在于：所述的磷酸锰锂和碳纳米管原位复合正极材料是由锂源化合物、锰源化合物、磷源化合物、碳氢化合物和作为催化剂及掺杂元素的过渡金属化合物制成，其化学式为：Li(Mn_1-xM_x)PO₄，其中x为0～0.1，M为过渡金属元素Fe、Co或者Ni；碳纳米管在磷酸锰锂的合成过程中均匀地分布在磷酸锰锂颗粒中。

2.根据权利要求1所述的一种磷酸锰锂和碳纳米管原位复合正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

A、将锂源化合物、锰源化合物、磷源化合物和作为碳纳米管催化剂及掺杂元素的过渡金属化合物，按锂、锰、过渡金属元素以及磷的摩尔比称量其化合物，其摩尔比为1～1.1：1-x：x：1，其中x为0～0.1，溶于一定量的分散剂中得到固含量为60～80%的浆料；

B、按球料质量比5：1～10:1混料球磨，以200～600 r/min的转速球磨10～24小时后，将得到的前躯体浆料在60～80℃搅拌直至其干燥，然后研磨成粉体；

C、将所得的粉体置于惰性气体和碳氢气态化合物的混合气氛中，在回转炉中于550～850℃温度下焙烧8～20小时，然后自然冷却得到灰黑色的磷酸锰锂和碳纳米管原位复合正极材料。

3.根据权利要求2所述的一种磷酸锰锂和碳纳米管原位复合正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤A中所述的锂源化合物为氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂、醋酸锂、磷酸二氢锂、硝酸锂或乙酸锂中的一种或者几种的任意比混合物。

4.根据权利要求2所述的一种磷酸锰锂和碳纳米管原位复合正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤A中所述的锰源化合物为碳酸锰、草酸锰、醋酸锰、二氧化锰或柠檬酸锰中的一种或者几种的任意比混合物。

5.根据权利要求2所述的一种磷酸锰锂和碳纳米管原位复合正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤A中所述的磷源化合物选自磷酸、磷酸二氢锂、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵或磷酸铵中任一种或者几种的任意比混合物。

6.根据权利要求2所述的一种磷酸锰锂和碳纳米管原位复合正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤A中所述的作为碳纳米管催化剂及掺杂元素的过渡金属化合物为Fe、Co或者Ni的氧化物、氢氧化物或其有机化合物。

7.根据权利要求6所述的一种磷酸锰锂和碳纳米管原位复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述的有机化合物为Fe、Co或者Ni的环多烯化合物、羰基化合物或者不饱和链烃化合物。

8.根据权利要求2所述的一种磷酸锰锂和碳纳米管原位复合正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤A中所述的分散剂为去离子水、乙醇、丙酮中的一种或者几种的任意比混合物。

9.根据权利要求2所述的一种磷酸锰锂和碳纳米管原位复合正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤C中所述的碳氢气态化合物为烃类气体，如甲烷、乙烷、丙烷、乙烯、丙烯、乙炔、丙炔等中任一种或者几种的任意比混合物。

10.根据权利要求2所述的一种磷酸锰锂和碳纳米管原位复合正极材料的制备方法，其特征在于：在步骤C中所述的惰性气体为氮气或氩气。