[发明专利]一种锂离子动力电池用磷酸锰锂正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种锂离子动力电池用磷酸锰锂正极材料及其制备方法，该方法通过采用非极性的有机分散剂从根本上抑制了锰盐的副反应；通过二次砂磨、二次喷雾干燥和二次焙烧控制结晶工艺，制备得到一次粒子纳米化、二次颗粒微米化，且碳均匀包覆的磷酸锰锂材料；通过铁、钛、氟阴阳离子晶体结构微扰修饰工艺制造了晶格缺陷，改变了材料的费米能级，提高了电子导电性，并通过限定区域结构混序拓宽锂离子传导通道，显著地提高材料的动力学性能。该方法制备得到的磷酸锰锂正极材料无杂相、性能优异，具有良好的应用前景。 1

主权项

1.一种锂离子动力电池用磷酸锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)按照化学式Li1.02～1.08Mn1‑x‑yFexTiy(PO4)(1‑z)Fz称取锂源、锰盐、铁氧化物、钛氧化物、磷酸盐、氟盐，按照质量比非极性有机分散剂：(锂源+锰盐+铁氧化物+钛氧化物+磷酸盐+氟盐)＝3.0～4.0：1称取非极性有机分散剂，按照最终产品碳质量含量3％～5％称取单质碳黑，其中0.05≤x≤0.10，0.01≤y≤0.03，0.01≤z≤0.02；所述锂源为锂盐或氢氧化锂；2)将上述物质加入到砂磨机进行砂磨，砂磨后的浆料粒度D50≤0.25μm；3)将上述浆料在氮气保护密闭式喷雾干燥机中进行喷雾干燥，进口温度为180～220℃，出口温度为80～100℃；4)将步骤3)得到的粉料进行气流粉碎，粉碎后的粉料粒度D50＝1～3μm，粉料压制成片，片状物料进行高温焙烧，焙烧温度为520～650℃，焙烧时间为3～6h；5)将步骤4)得到的片状物料和非极性有机分散剂加入砂磨机中进行二次砂磨，其中非极性有机分散剂的质量：步骤4)得到的片状物料的质量＝3.0～4.0:1；6)将步骤5)制得的物料在氮气保护密闭式喷雾干燥机中进行喷雾干燥，进口温度为180～220℃，出口温度为80～100℃，加入管式炉中进行二次焙烧，焙烧温度为520～650℃，焙烧时间为3～6h；7)将步骤6)得到的物料粉碎、包装即得到最终产品。