[发明专利]一种磷酸锰铁锂复合材料及其制备方法与锂离子电池

摘要

本发明公开一种磷酸锰铁锂复合材料及其制备方法与锂离子电池，包括：将锂源、铁源、锰源和磷源分散于去离子水中；加入柠檬酸形成溶胶；搅拌形成凝胶，干燥、碾磨后预烧结，形成LiFe_0.5‑xMn_0.5+xPO₄；将钒源加入到草酸溶液中后，加入磷源、锂源，LiFe_0.5‑xMn_0.5+xPO₄搅拌均匀，滴加乙二醇和乙二胺反应后，得前驱体；前驱体真空干燥，研磨均匀，然后烧结，冷却，得磷酸锰铁锂复合材料YLiFe_0.5‑xMn_0.5+xPO₄/(1‑Y)Li₃V₂(PO₄)₃/C，0.1≤X≤0.4；0.5≤Y<1。本发明缓解了材料中锰的溶解，提高了离子导电率和电子导电率。

主权项

1.一种磷酸锰铁锂复合材料的制备方法，其特征在于，包括步骤：A、将锂源、铁源、锰源和磷源分散于去离子水中，搅拌均匀后；加入柠檬酸，搅拌均匀形成溶胶；于70～100℃下搅拌1～8h形成凝胶，干燥、碾磨后于惰性气氛下450～650℃下预烧结4～8h，形成纳米LiFe_0.5‑xMn_0.5+xPO₄，其中，0.1≤X≤0.4；B、将钒源加入到草酸溶液中搅拌溶解，然后加入磷源、锂源，接着加入LiFe_0.5‑xMn_0.5+xPO₄搅拌均匀，随后逐渐滴加乙二醇、乙二胺，于150～200℃反应2～4h，抽滤、洗涤后得前驱体YLiFe_0.5‑xMn_0.5+xPO₄/(1‑Y)Li₃V₂(PO₄)₃/C，其中，0.1≤X≤0.4； 0.5≤Y≤0.8；C、将前驱体YLiFe_0.5‑xMn_0.5+xPO₄/(1‑Y)Li₃V₂(PO₄)₃/C在80～120℃真空干燥6～10h，干燥后研磨均匀，然后惰性气氛下将研磨后的粉体在700～800℃烧结8～15h；随炉冷却，即得磷酸锰铁锂复合材料YLiFe_0.5‑xMn_0.5+xPO₄/(1‑Y)Li₃V₂(PO₄)₃/C，其中，0.1≤X≤0.4；0.5≤Y≤0.8；Li₃V₂(PO₄)₃/C包覆层通过有机反应原位包覆，增强了材料间的结合度，减小电池充放使用中的界面效应；同时抑制了LiFe_0.5‑xMn_0.5+xPO₄材料晶体颗粒的生长，缩短了锂离子的扩散路径。