[发明专利]磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法

说明书

本申请实施例提供的磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法，包括：将铁粉加入磷酸溶液；将碳酸锰加入第一反应混合液；将第二反应混合液进行研磨处理；将氢氧化锂加入进行研磨处理；将碳源加入进行研磨处理；喷雾造粒处理，得到碳包覆磷酸锰铁锂颗粒；将碳包覆磷酸锰铁锂颗粒进行煅烧处理，得到磷酸锰铁锂正极材料；通过上述方式，对氢氧化锂中锂元素、铁粉中铁元素、磷酸中磷元素以及碳酸锰中锰元素的摩尔比以及制备过程进行了改进，有利于减小磷酸锰铁锂正极材料的粒径，所得磷酸锰铁锂正极材料为纳米级，制备所得磷酸锰铁锂正极材料的导电性能、倍率性能和循环性能均得到提高，并且，该制备方法工艺过程简单，易于控制，有利于保持产品的一致性。

技术领域

本申请涉及锂离子电池正极材料制备技术领域，具体涉及一种磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法。

背景技术

正极材料是锂离子动力电池的重要组成部分；磷酸锰铁锂正极材料继承了磷酸铁锂正极材料的低成本、高热稳定性和高安全性等优点，同时弥补了磷酸铁锂正极材料的能量密度低及低温稳定性较差等缺点，成为能够应用到电动车领域的潜在候选正极材料之一。但现有技术中的磷酸锰铁锂正极材料还存在导电性能、倍率性能以及循环性能较差等问题，制约了磷酸锰铁锂正极材料的广泛应用。

发明内容

鉴于以上问题，本申请实施例提供一种磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法，以解决上述技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法，包括：

将铁粉加入磷酸溶液中，于第一温度下，搅拌反应3小时～5小时，得到第一反应混合液；

将碳酸锰加入所述第一反应混合液中，于第一温度下，搅拌反应2小时～5小时，得到第二反应混合液；

将所述第二反应混合液进行研磨处理，得到第一研磨处理混合液；

将氢氧化锂加入所述第一研磨处理混合液，将所述第一研磨处理混合液进行研磨处理，得到包括磷酸锰铁锂的第二研磨处理混合液；

将碳源加入所述第二研磨处理混合液，将所述第二研磨处理混合液进行研磨处理，得到第三研磨处理混合液；

将所述第三研磨处理混合液进行喷雾造粒处理，得到碳包覆磷酸锰铁锂颗粒；

将所述碳包覆磷酸锰铁锂颗粒进行煅烧处理，得到磷酸锰铁锂正极材料；

其中，所述氢氧化锂中锂元素、所述碳酸锰中锰元素、所述铁粉中铁元素以及所述磷酸溶液中磷元素的摩尔比为1：0.55～0.65:0.35～0.45:1～1.05，所述碳源与所述磷酸锰铁锂的质量比为5～15:100，所述第一温度为40℃～80℃。

在一些实施方式中，所述氢氧化锂中锂元素、所述碳酸锰中锰元素、所述铁粉中铁元素以及所述磷酸溶液中磷元素的摩尔比为1：0.6:0.4:1.02～1.04。

在一些实施方式中，将所述第二反应混合液进行研磨处理的研磨时间为2小时～4小时。

在一些实施方式中，将所述第一研磨处理混合液进行研磨处理的研磨时间为2小时～3小时。

在一些实施方式中，将所述第二研磨处理混合液进行研磨处理的研磨时间为5分钟～15分钟。

在一些实施方式中，所述煅烧处理的烧结温度为650℃～780℃，所述煅烧处理的保温时间为6小时～20小时。

在一些实施方式中，所述制备方法还包括：

对所述磷酸锰铁锂正极材料进行气流粉碎处理，得到粉末状的磷酸锰铁锂正极材料。

在一些实施方式中，所述第一温度为50℃～60℃。

在一些实施方式中，所述碳源为葡萄糖或蔗糖。

第二方面，本申请实施例还提供一种采用上述的制备方法得到的磷酸锰铁锂正极材料，所述磷酸锰铁锂正极材料的粒径为1.5μm～2.3μm。