温，然后将料快速研磨破碎，然后加入管式炉中，同样在惰性气氛下分段烧结，烧结工艺分别为780°C，6小时；控制升温速率在2~10°C /min，得到碳包覆的磷酸铁锰锂正极材料。在本实施例中，制备过程包括以下步骤:首先按摩尔比I?1.2:1:1: 1.4称取碳酸锂、硫酸亚铁、草酸亚锰、磷酸，金属盐质量分数的8%的葡萄糖，加入蒸馏水，超声分散，然后将溶液加入到反应Il中；将反应Il放入烘箱中210°C条件下反应10小时；将反应后的液体过滤洗涤；洗涤后的料在80°C鼓风干燥箱中干燥，然后放入管式炉中，在惰性气体氛围下烧结，先在280°C条件下预烧5小时，随炉冷却至室温，然后将料快速研磨破碎，然后加入管式炉中，同样在惰性气氛下分段烧结，烧结工艺分别为600°C，9小时；控制升温速率在2~10°C /min,得到碳包覆的磷酸铁锰锂正极材料。在本实施例中，所述铁源为硫酸亚铁、硝酸铁、草酸亚铁或氯化铁中的一种或几种。本实施例中，所述磷源为磷酸铁、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵或磷酸中的一种或几种。在本实施例中，所述碳源为淀粉、马铃薯淀粉或抗坏血酸、柠檬酸、蔗糖、葡萄糖中的一种或几种。在本实施例中，所述锰源为乙酸亚锰、碳酸锰、酸式磷酸锰、磷酸锰或草酸锰中的一种或几种。在本实施例中，所述惰性气体为氮气或氩气。
[0018]实施例1
首先按摩尔比I?1.2:1:1: 1.4称取一定量氢氧化锂、硫酸亚铁、乙酸亚锰、磷酸，按金属盐质量分数的8%的蔗糖，加入一定量蒸馏水超声分散，然后将溶液加入到反应釜中；将反应釜放入烘箱中170°C条件下反应18小时；将反应后的液体过滤洗涤；洗涤后的料在80°C鼓风干燥箱中干燥。然后放入管式炉中，在惰性气体氛围下烧结，先在360°C条件下预烧3小时。随炉冷却至室温，然后将料快速研磨破碎，然后加入管式炉中，同样在惰性气氛下分段烧结，烧结工艺分别为780V，6小时；控制升温速率在2~10°C /min,得到碳包覆的磷酸铁锰锂正极材料。
[0019]以制备的磷酸锰锂为锂离子电池正极材料，乙炔黑为导电剂，聚偏氟乙烯，制成电极片，以金属锂为负极，组成扣式电池。0.2C的充放电条件下测试，测试结果见附图1。从图中可以看出，此材料的首次放电比容量为128.4mAh/g，充放电效率为95.6% ;图2为本材料IC循环性能曲线，IC循环300次后，容量保持率为90%。
[0020]实施例2
首先按摩尔比I?1.2:1:1: 1.4称取一定量碳酸锂、硫酸亚铁、草酸亚锰、磷酸，金属盐质量分数的8%的葡萄糖，加入一定量蒸馏水，超声分散，然后将溶液加入到反应釜中；将反应釜放入烘箱中210°C条件下反应10小时；将反应后的液体过滤洗涤；洗涤后的料在80°C鼓风干燥箱中干燥。然后放入管式炉中，在惰性气体氛围下烧结，先在280°C条件下预烧5小时。随炉冷却至室温，然后将料快速研磨破碎，然后加入管式炉中，同样在惰性气氛下分段烧结，烧结工艺分别为600°C，9小时；控制升温速率在2~10°C /min，得到碳包覆的磷酸铁锰锂正极材料。
[0021]上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和保护范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域中普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种水热法合成高容量的微米棒磷酸铁锰锂材料，其特征是:正极材料磷酸铁锰锂的化学式是 LiFexMnl_xP04，0〈x〈l。
2.一种水热法合成高容量的微米棒磷酸铁锰锂材料的制备方法，其特征是:制备过程包括以下步骤: (1)首先按摩尔比1.0?1.2:1:1:1?1.5称取锂源、铁源、锰源、磷源，然后加入质量分数3°/『15%的碳源，加入蒸馏水，超声分散，混合均匀，然后将溶液加入到反应釜中； (2)将反应釜放入烘箱中100?210°C条件下反应5?20小时； (3)将反应后的液体过滤洗涤； (4)洗涤后的料在80°C鼓风干燥箱中干燥； (5)放入管式炉中，在惰性气体氛围下烧结，先在240?390°C条件下预烧3?5小时，随炉冷却至室温，然后将料快速研磨破碎，然后加入管式炉中，同样在惰性气氛下分段烧结，烧结工艺分别为450?780°C，6?12小时；控制升温速率在2~10°C /min,随炉冷却至室温，得到碳包覆的磷酸铁锰锂正极材料。
3.根据权利要求2所述的一种水热法合成高容量的微米棒磷酸铁锰锂材料的制备方法，其特征是:制备过程包括以下步骤:首先按摩尔比I?1.2:1:1: 1.4称取氢氧化锂、硫酸亚铁、乙酸亚锰、磷酸，按金属盐质量分数的8%的蔗糖，加入蒸馏水超声分散，然后将溶液加入到反应Il中；将反应Il放入烘箱中170°c条件下反应18小时；将反应后的液体过滤洗涤；洗涤后的料在80°c鼓风干燥箱中干燥；然后放入管式炉中，在惰性气体氛围下烧结，先在360°C条件下预烧3小时，随炉冷却至室温，然后将料快速研磨破碎，然后加入管式炉中，同样在惰性气氛下分段烧结，烧结工艺分别为780°C，6小时；控制升温速率在2~10°C /min,得到碳包覆的磷酸铁猛锂正极材料。
4.根据权利要求2所述的一种水热法合成高容量的微米棒磷酸铁锰锂材料的制备方法，其特征是:制备过程包括以下步骤:首先按摩尔比I?1.2:1:1: 1.4称取碳酸锂、硫酸亚铁、草酸亚锰、磷酸，金属盐质量分数的8%的葡萄糖，加入蒸馏水，超声分散，然后将溶液加入到反应!！中；将反应Il放入烘箱中21°c条件下反应?ο小时；将反应后的液体过滤洗涤；洗涤后的料在80°c鼓风干燥箱中干燥，然后放入管式炉中，在惰性气体氛围下烧结，先在280°C条件下预烧5小时，随炉冷却至室温，然后将料快速研磨破碎，然后加入管式炉中，同样在惰性气氛下分段烧结，烧结工艺分别为600°C，9小时；控制升温速率在2~10°C /min,得到碳包覆的磷酸铁锰锂正极材料。
5.根据权利要求3或4所述的一种水热法合成高容量的微米棒磷酸铁锰锂材料的制备方法，其特征是:所述铁源为硫酸亚铁、硝酸铁、草酸亚铁或氯化铁中的一种或几种。
6.根据权利要求5所述的一种水热法合成高容量的微米棒磷酸铁锰锂材料的制备方法，其特征是:所述磷源为磷酸铁、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵或磷酸中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的一种水热法合成高容量的微米棒磷酸铁锰锂材料的制备方法，其特征是:所述碳源为淀粉、马铃薯淀粉或抗坏血酸、柠檬酸、蔗糖、葡萄糖中的一种或几种。
8.根据权利要求7所述的一种水热法合成高容量的微米棒磷酸铁锰锂材料的制备方法，其特征是:所述锰源为乙酸亚锰、碳酸锰、酸式磷酸锰、磷酸锰或草酸锰中的一种或几种。
9.根据权利要求8所述的一种水热法合成高容量的微米棒磷酸铁锰锂材料的制备方法，其特征是:所述惰性气体为氮气或氩气。
【专利摘要】一种水热法合成高容量的微米棒磷酸铁锰锂材料，正极材料磷酸铁锰锂的化学式是LiFexMn1-xPO4，0<x<1。一种水热法合成高容量的微米棒磷酸铁锰锂材料的制备方法，其特征是：制备过程包括以下步骤：首先按摩尔比称取锂源、铁源、锰源、磷源，然后加入质量分数3%~15%的碳源，加入蒸馏水，超声分散，然后将溶液加入到反应釜中；将反应釜放入烘箱中100～210℃条件下反应；将反应后的液体过滤洗涤；洗涤后的料在80℃鼓风干燥箱中干燥；放入管式炉中，在惰性气体氛围下烧结，随炉冷却至室温；控制升温速率在2~10℃/min，随炉冷却至室温，得到碳包覆的磷酸铁锰锂正极材料。
【IPC分类】H01M4-58, H01M4-1397
【公开号】CN104600294
【申请号】CN201410839727
【发明人】关成善, 宗继月, 孟博, 薛娟娟
【申请人】山东精工电子科技有限公司
【公开日】2015年5月6日
【申请日】2014年12月30日