[发明专利]一种改性纳米磷酸铁锰锂正极材料及制备方法

说明书

本发明涉及电池正极材料技术领域，具体是一种改性纳米磷酸铁锰锂正极材料及制备方法，包括以下材料成分：准备原料磷源、铁源、锰源和锂源为正极材料的基材，原料磷源在正极材料基材中的份量为10‑20份，原料铁源在正极材料基材中的份量为5‑20份，原料锰源在正极材料基材中的份量为5‑15份，原料锂源在正极材料基材中的份量为15‑30份，同时准备混合浆料和改性材料。本发明通过将改性材料和溶剂混合，使二氧化硅和碳纳米纤维等材料在融合后包覆正极材料，涂覆的材料轻薄，并且经过一系列的制备加工后，提高了磷酸铁锰锂正极材料的导电性能，基材内选用优质原料，使正极材料的本身性能更佳，同时溶剂使材料在制备过程中分散，材料融合充分。

技术领域

本发明涉及电池正极材料技术领域，具体是一种改性纳米磷酸铁锰锂正极材料及制备方法。

背景技术

随着全球经济不断发展，能源危机逐步加深，环保意识不断增强，作为新能源及环保低碳的动力电池产业得到迅猛发展，而锂离子电池凭借其优异的性能以及适中的制造成本成为众多动力电池的主流发展方向，且随着行业的不断发展，电池质轻、续航里程长、适用范围广和输出功率高的优势将逐步得到强化。

中国专利号CN201910757900.3提供一种表面改性富锂锰正极材料的制备方法，该方法包括以下步骤：制备KMnO4紫色溶液，并添加Li1.2Ni0.2Mn0.6O2正极材料，形成紫色混合液；对紫色混合液进行离心、冲洗和真空干燥，得前驱体粉料；对前驱体粉料进行热处理和后处理，得到表面改性富锂锰正极材料。

磷酸铁锰锂正极材料的导电性能等有待加强，并且有些磷酸铁锰锂正极材料的质地厚重，在正极材料制备过程中各材料融合不充分，呈现效果较差，不利于广泛的推广和普及，因此，亟需研发一种改性纳米磷酸铁锰锂正极材料及制备方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改性纳米磷酸铁锰锂正极材料及制备方法，以解决上述背景技术中提出的正极材料的导电性能等有待加强，质地厚重，在制备过程中材料融合不充分，呈现效果较差的问题。

本发明的技术方案是：一种改性纳米磷酸铁锰锂正极材料，包括以下材料成分：准备原料磷源、铁源、锰源和锂源为正极材料的基材，原料磷源在正极材料基材中的份量为10-20份，原料铁源在正极材料基材中的份量为5-20份，原料锰源在正极材料基材中的份量为5-15份，原料锂源在正极材料基材中的份量为15-30份，同时准备混合浆料和改性材料，其中，混合浆料为溶剂和导电剂。

进一步地，所述原料磷源为磷酸、磷酸一铵和磷酸二氢锂其中的一种，所述原料铁源为草酸亚铁、柠檬酸铁和碳酸铁其中的一种，所述改性材料为二氧化硅。

进一步地，所述原料锰源为磷酸锰和硝酸锰其中的一种，所述原料锂源为碳酸锂和氧化锂其中的一种，所述溶剂为柠檬酸，所述导电剂为石墨烯和碳纳米纤维。

一种改性纳米磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1.配制溶液：分别配置原料，并在搅拌的条件下向原料中滴加氨水，混合后的溶液放至以聚四氟乙烯内衬的反应釜内，使原料和氨水混合；

S2.反应和沉淀：将温度设定后，使混合料进行水热反应，过后在沉淀设备中沉淀一段时间；

S3.材料初制备：沉淀后的沉淀料在真空干燥箱中干燥处理，再经由研磨机将干燥料研磨，而后将研磨后的材料放入管式炉内煅烧，并在煅烧后将材料冷却到室温，得到初材料；

S4.浆料混合：将溶剂和导电剂混合搅拌处理后得到浆料，同时在浆料中混入改性材料，得到改性混合料；

S5.涂覆固相：改性混合料使用涂抹设备均匀的涂覆在初材料上，使初材料上涂覆一层薄膜，涂覆的浆料层为纳米级别，并在高温条件下使改性混合料和初材料固相成型，得到改性后的成型料；

S6.成型干燥：成型料再通过真空干燥箱内烘干，经过一段时间后，得到最终所需改性纳米磷酸铁锰锂正极材料。