一种磷酸锰铁锂类材料及其制备方法以及电池浆料和正极与锂电池与流程

文档序号:12599284阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种磷酸锰铁锂类材料,其特征在于,所述磷酸锰铁锂类材料包括具有LiMnxFe1-x-yMyPO4/C结构的活性组分,其中0≤x≤1,0≤y≤1,M为Co、Ni、Mg、Zn、V和Ti中的一种或多种;以及包裹在所述活性组分表面的包覆层,所述包覆层含有非晶态金属化合物。

2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂类材料,其中,所述活性组分的粒径D50为0.5-1.0μm,所述包覆层的厚度为1-5nm。

3.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂类材料,其中,所述非晶态金属化合物选自非晶态三氧化二铝、非晶态磷酸锂、非晶态焦磷酸锂、非晶态焦磷酸铁、非晶态焦磷酸亚铁锂、非晶态焦磷酸锰锂和非晶态氧化银中的一种或几种混合。

4.根据权利要求1或2所述的磷酸锰铁锂类材料,其中,所述磷酸锰铁锂类材料还包括包覆在所述包覆层表面的导电碳层。

5.根据权利要求4所述的磷酸锰铁锂类材料,其中,所述导电碳层的厚度为2-10nm。

6.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂类材料,其中,所述具有LiMnxFe1-x-yMyPO4/C结构的活性组分中,Li与Mn、Fe和M之和的摩尔比为0.98-1.02:1;

优选所述活性组分中C元素的含量为活性组分总重量的0.5-3.5wt%。

7.一种磷酸铁锰锂类材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:

S1、提供具有LiMnxFe1-x-yMyPO4/C结构的活性组分,其中0≤x≤1,0≤y≤1,M为Co、Ni、Mg、Zn、V和Ti中的一种或多种;

S2、以所述活性组分为基材,在所述活性组分的表面形成含有非晶态金属化合物的包覆层。

8.根据权利要求7所述的制备方法,其中,所述S1中活性组分的制备方法包括以下步骤:

S11、将锂源、任选的铁源、任选的锰源、任选的M源、磷源和第一碳源按比例混合,干燥后得到第一干燥混合物;

S12、将所述第一干燥混合物在600-800℃,恒温烧结5-30h,形成所述活性组分。

9.根据权利要求8所述的制备方法,其中,所述S12中将所述第一干燥混合物以0.1-2℃/min的速度升温至600-800℃。

10.根据权利要求8所述的制备方法,其中,所述S11中,锂源以Li计与任选的铁源、任选的锰源、任选的M源以Fe+Mn+M总量计摩尔比为0.98-1.02:1;

优选所述C源的用量为使得活性组分中C元素的含量为活性组分总重量的0.5-3.5wt%。

11.根据权利要求7所述的制备方法,其中,所述S2包括以下步骤:

S21、将所述活性组分与用于形成所述非晶态金属化合物的材料源混合、干燥,得到第二干燥混合物;

S22、将所述第二干燥混合物升温至300-500℃不进行保温直接降温,以 在所述活性组分的表面形成所述含有非晶态金属化合物的包覆层。

12.根据权利要求11所述的制备方法,其中,所述S22中将所述第二干燥混合物以30-80℃/min的速度升温至300-500℃。

13.根据权利要求11所述的制备方法,其中,所述S2所形成的包覆层中,所述非晶态金属化合物选自非晶态三氧化二铝、非晶态磷酸锂、非晶态焦磷酸锂、非晶态焦磷酸铁、非晶态焦磷酸亚铁锂、非晶态焦磷酸锰锂、非晶态氧化银中的一种或几种混合。

14.根据权利要求7所述的制备方法,其中,所述制备方法还包括以下步骤:

S3、将S2中得到的中间产物与第二碳源混合,干燥得到第三干燥混合物,将所述第三干燥混合物升温至600-750℃后,保温3-10h以在所述中间产物的表面形成导电碳层。

15.根据权利要求14所述的制备方法,其中,所述S3中将所述干燥混合物以2-10℃/min的速度升温至600-750℃。

16.一种磷酸锰铁锂类材料,其特征在于,所述磷酸锰铁锂类材料由权利要求7至15中任意一项所述的制备方法制备而成。

17.一种电池浆料,所述电池浆料包括磷酸锰铁锂类材料和溶剂,其特征在于,所述磷酸锰铁锂类材料为权利要求1至6、以及16中任意一项所述的磷酸锰铁锂类材料。

18.一种正极,所述正极包括集流体和设置在所述集流体上的正极活性材料层,其特征在于,所述正极活性材料层包括权利要求1至6、以及16中任意一项所述的磷酸锰铁锂类材料。

19.一种锂电池,所述锂电池内部装有正极,其特征在于,所述正极材料包括权利要求18所述的正极。

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