一种磷酸锰铁锂前驱体及其制备方法、磷酸锰铁锂和应用与流程

    技术2026-05-15  8


    本发明涉及电池领域,具体而言,涉及一种磷酸锰铁锂前驱体及其制备方法、磷酸锰铁锂和应用。


    背景技术:

    1、磷酸锰铁锂(limnxfe1-xpo4)是一种新型磷酸盐类锂离子电池正极材料,它是在磷酸铁锂(lifepo4)的基础上通过掺杂一定比例的锰(mn)而构成的。磷酸锰铁锂作为一种高性能的锂离子电池正极材料,在电动汽车、两轮车等领域具有广阔的应用前景。随着技术的进步和成本的降低,其市场规模将持续扩大。

    2、磷酸锰铁锂前驱体是制备磷酸锰铁锂(lfmp)材料的前置物质。目前现有技术制备的磷酸锰铁锂前驱体制成磷酸锰铁锂后,锰易溶出,易产生姜泰勒效应,结构稳定性和循环稳定性较差,fe、mn、p不能均匀分布。

    3、有鉴于此,特提出本发明。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种磷酸锰铁锂前驱体及其制备方法、磷酸锰铁锂和应用,所述的磷酸锰铁锂前驱体,具有结构稳定,不易发生姜泰勒效应等优点。

    2、为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:

    3、本发明的一个方面,涉及一种磷酸锰铁锂前驱体,所述磷酸锰铁锂前驱体为核壳结构;

    4、所述磷酸锰铁锂前驱体的核包括:锰源;

    5、所述磷酸锰铁锂前驱体的壳包括:磷酸铁。

    6、所述的磷酸锰铁锂前驱体具有特殊的核壳结构,不易发生姜泰勒效应,具有较好的稳定性。

    7、优选地,所述磷酸锰铁锂前驱体的核的d50=0.3~0.5μm。

    8、优选地,所述锰源包括:焦磷酸锰。

    9、优选地,所述磷酸锰铁锂前驱体中磷的摩尔数与锰铁摩尔数之和的比值为(1.01~1.12):1。

    10、本发明的另一个方面,还涉及所述的磷酸锰铁锂前驱体的制备方法,包括以下步骤:

    11、将铁源、磷源和双氧水加入至焦磷酸锰料浆中进行第一反应、固液分离、洗涤和干燥。

    12、所述的磷酸锰铁锂前驱体的制备方法,能够实现fe、mn、p原子级别的均匀混合分布以及磷酸锰铁锂前驱体中fe、mn、p化学计量比的精确调节,工艺简单高效,利于工业化生产。

    13、优选地,所述第一反应的温度为55~75℃。

    14、优选地,所述第一反应的时间为2~3h。

    15、优选地,所述第一反应的ph为1.5~1.8。

    16、优选地,所述双氧水中h2o2和所述铁源的摩尔比为(0.5-1.5):1。

    17、本发明的另一个方面,还涉及一种磷酸锰铁锂,主要由所述的磷酸锰铁锂前驱体、锂源和碳源混合后进行砂磨、干燥和烧结制成。

    18、所述的磷酸锰铁锂,具有良好的电化学性能,循环性能稳定,锰的溶出量少。

    19、优选地,所述锂源、所述碳源与所述前驱体中锰铁的摩尔数之和的比值为(1.0~1.13):(0.20~0.50):1。

    20、优选地,所述烧结的温度为700~850℃。

    21、优选地,所述烧结的时间为8~14h。

    22、本发明的另一个方面,还涉及一种正极材料,包括所述的磷酸锰铁锂。

    23、本发明的另一个方面,还涉及一种二次电池,包括所述的正极材料。

    24、与现有技术相比,本发明的有益效果为:

    25、(1)本发明提供的磷酸锰铁锂前驱体,具有核壳结构,磷酸铁包覆在焦磷酸锰的表面,可以效减少锰的溶出,降低姜泰勒效应,保持磷酸锰铁锂前驱体结构稳定性,提高磷酸锰铁锂的循环稳定性。

    26、(2)本发明提供的磷酸锰铁锂前驱体的制备方法,可以实现fe、mn、p原子级别的均匀混合分布以及磷酸锰铁锂前驱体中fe、mn、p化学计量比的精确调节,同时工艺简单高效,有利于工业化生产。

    27、(3)本发明提供的磷酸锰铁锂,锰不易溶出,结构稳定,具有良好的电化学性能,尤其是良好的循环稳定性。



    技术特征:

    1.一种磷酸锰铁锂前驱体,其特征在于,所述磷酸锰铁锂前驱体为核壳结构;

    2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂前驱体,其特征在于,包括以下技术特征中的至少一个:

    3.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂前驱体,其特征在于,所述磷酸锰铁锂前驱体中磷的摩尔数与锰铁摩尔数之和的比值为(1.01~1.12):1。

    4.如权利要求1~3任一项所述的磷酸锰铁锂前驱体的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

    5.根据权利要求4所述的磷酸锰铁锂前驱体的制备方法,其特征在于,包括以下技术特征中的至少一个:

    6.根据权利要求4所述的磷酸锰铁锂前驱体的制备方法,其特征在于,所述双氧水中h2o2和所述铁源的摩尔比为(0.5-1.5):1。

    7.一种磷酸锰铁锂,其特征在于,主要由权利要求1~3任一项所述的磷酸锰铁锂前驱体、锂源和碳源混合后进行砂磨、干燥和烧结制成。

    8.根据权利要求7所述的磷酸锰铁锂,其特征在于,包括以下技术特征中的至少一个:

    9.一种正极材料,其特征在于,包括权利要求7或8所述的磷酸锰铁锂。

    10.一种二次电池,其特征在于,包括权利要求9所述的正极材料。


    技术总结
    本发明涉及电池领域,具体而言,涉及一种磷酸锰铁锂前驱体及其制备方法、磷酸锰铁锂和应用。所述的磷酸锰铁锂前驱体,所述磷酸锰铁锂前驱体为核壳结构;所述磷酸锰铁锂前驱体的核包括:锰源;所述磷酸锰铁锂前驱体的壳包括:磷酸铁。所述的磷酸锰铁锂前驱体具有特殊的核壳结构,不易发生姜泰勒效应,具有较好的稳定性。

    技术研发人员:和奔流,李紫金,闫明,尹盛玉,陈明,陈建立,刘晓鸽,王勇琳,曲文秀,赵龙飞,庞佳文,高静丹
    受保护的技术使用者:河南佰利新能源材料有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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