[发明专利]高压实磷酸锰铁锂前驱体、磷酸锰铁锂正极材料及前驱体的制备方法

说明书

一种高压实磷酸锰铁锂前驱体、磷酸锰铁锂正极材料及前驱体的制备方法，前驱体的表达式为NH ₄Mn _1‑xFe _xPO ₄，且0＜x＜0.5；粒度D50为5~20um，Span＞1.2；0.5g/cm ³＜TD＜2.0g/cm ³，0.5m ²/g＜SSA＜3.0m ²/g；结晶度为I(121)/(010)＞0.3，FWHM（010）＜0.25，FWHM（121）＜0.25。制备方法包括：一、配置铁锰混合金属溶液、磷酸盐溶液和氨水溶液；二、釜中加底液，在惰性气氛下并流加入铁锰金属混合溶液、磷酸盐溶液和氨水溶液，得到无定型的缺磷态磷酸锰铁沉淀溶液；三、加入氨水溶液至目标pH值后停止，陈化后得到磷酸锰铁铵沉淀；四、进行固液分离、洗涤和干燥，得到磷酸锰铁前驱体粉末。本发明制得的磷酸锰铁锂正极材料压实密度高，应用于锂离子电池时比容量高，循环性能好。

技术领域

本发明涉及锂电池正极材料技术领域，具体涉及一种高压实磷酸锰铁锂前 驱体、磷酸锰铁锂正极材料及前驱体的制备方法。

背景技术

磷酸锰铁锂(以下简称LMFP)作为被誉为“磷酸铁锂(以下简称LFP)的 升级版”受到关注，代表着磷酸盐未来的方向带来市场需求。据中国证券报报 道，比亚迪、国轩高科、亿纬锂能等多家锂电池企业表示正在研究并布局LMFP 电池。今年国内主流正极厂商陆续发布了磷酸锰铁锂产业布局战略的信息。 LFP正极能量密度已接近理论极值，LMFP或将成为铁锂企业新增长点：在兼 具安全性、低成本优势的基础上，实现能量密度提升。

LMFP与LFP合成方法一致，工业上主要为高温固相反应法、水热合成法、 共沉淀法。高温固相法产品性能较差难以实现对LFP的替代，水热法生产产 品性能优越但设备成本较高，若成本下降幅度低于预期，可能导致实际商用化 应用受限。采用化学共沉淀法先制备磷酸锰铁盐前驱体产品再进行混锂烧结可 制备形貌较好、颗粒细小均匀的纳米及微米磷LMFP正极材料，进而提高其 电化学性能，因此市场对于共沉淀法制备的磷酸锰铁盐前驱体产品需求迫切。 但事实上不同于铁锂行业，有成熟的磷酸铁作为前驱体，LMFP行业处在发展 初期，没有标准前驱体，需要正极企业自行制备，提高了行业技术壁垒，目前 行业未有成熟的磷酸锰铁锂前驱体产品流通于世。

因此，如何解决上述现有技术存在的不足，便成为本发明所要研究解决的 课题。

发明内容

本发明的目的是提供一种高压实磷酸锰铁锂前驱体、磷酸锰铁锂正极材料 及前驱体的制备方法。

为达到上述目的，本发明前驱体采用的技术方案是：

一种高压实磷酸锰铁锂前驱体，其表达式为NH ₄Mn _1-xFe _xPO ₄，且0＜x＜ 0.5；所述前驱体粒度分布宽，其D50为5～20um，Span＞1.2；

所述前驱体振实高，为0.5g/cm ³＜TD＜2.0g/cm ³，0.5m ²/g＜SSA＜3.0m ²/g；所述前驱体结晶度优异，为I(121)/(010)＞0.3，FWHM(010)＜0.25，FWHM (121)＜0.25。

1.进一步的技术方案，其颗粒形貌由单一椭圆片状和椭圆片状堆积的球 状两种形式组成；

其中，所述椭圆片状的片层厚度小于500nm，所述椭圆片状堆积的球状在 SEM的500倍图上的数量大于2个。

为达到上述目的，本发明前驱体制备方法采用的技术方案是：

一种高压实磷酸锰铁锂前驱体的制备方法，包括：

步骤一、分别配置铁锰混合金属溶液、磷酸盐溶液和氨水溶液；