[发明专利]一种磷酸铁锰锂/碳复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池正极材料磷酸铁锰锂/碳复合材料的制备方法，其步骤包括：

1)将一定量可溶性的磷酸三铵加入反应釜中，然后加入一定量的水，密封反应釜，在室温下进行搅拌使其完全溶解，配置出浓度为1.1～2.4mol/L的磷酸三铵水溶液，形成溶液A；

2)将一定量的二价铁盐与二价锰盐的混合盐溶解于一定量的水中，摩尔比为Fe/(Fe+Mn)＝(0.1～0.4)，且二价铁盐与二价锰盐水溶液的总浓度在1～2mol/L，形成溶液B；

3)将溶液B加入含有溶液A的反应釜中，摩尔比为磷酸三铵/(Fe+Mn)＝1～1.3，使溶液A与溶液B在室温下反应2～4小时，反应完成后进行卸料，洗涤，干燥，最终得到片状的磷酸亚铁锰铵；

4)将锂源、磷源和步骤3)制备的磷酸亚铁锰铵前驱体在有机溶剂或去离子水体系中进行第一次混料，其摩尔比为Li:(Fe+Mn):P＝(1～1.2):(0.9～1):(0.9～1)；

5)将经过第一次混料得到的浆料进行干燥，获得未包覆碳的磷酸铁锰锂前驱体；

6)将未包覆碳的磷酸铁锰锂前驱体在保护气氛下进行第一次烧结，制得未包覆碳的磷酸铁锰锂；

7)将第一次烧结产物即未包覆碳的磷酸铁锰锂与一定量的有机碳源在有机溶剂体系中进行第二次混料，得到复合材料的前驱体组分；

8)将所述复合材料的前驱体组分破碎后在保护气氛下进行二次烧结，得到磷酸铁锰锂/碳复合材料。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)所述二价铁盐选自硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁的一种或多种；所述二价锰盐选自硫酸锰、硝酸锰、氯化锰、乙酸锰的一种或多种。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤2)在溶液B中加入少量的抗坏血酸，以防止金属盐的氧化，添加的抗坏血酸的质量为二价金属盐总质量的0.2～0.5％；步骤3)将溶液B通过蠕动泵以20～100r/min的进料速度加入含有溶液A的反应釜中；反应釜以20-50r/min的搅拌速度进行搅拌，进料前反应釜通入惰性气体保护。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤4)所述锂源选自碳酸锂、氢氧化锂、乙酸锂、柠檬酸锂中的一种或多种，所述磷源选自磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸、磷酸铵的一种或多种，所述有机溶剂体系选自甲醇、乙醇、丙酮、N-甲基-2-吡咯烷酮中的一种；步骤7)所述有机碳源选自葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、聚乙二醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙烯醇、酚醛树脂、聚丙烯腈、淀粉、纤维素的一种或多种。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一次混料，首先将锂源、磷酸亚铁锰铵按先后顺序加入到篮式研磨机中，研磨2～3小时之后将研磨出的浆料倒入至砂磨机中进行研磨；所述第二次混料，是在篮式研磨机中研磨2～3小时后，其浆料粒度控制在D50<2um，通过干燥处理得到该复合材料的前驱体组分。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述第一次烧结的温度为500～600℃，时间为2～10小时；所述第二次烧结的温度为650～750℃，时间为4～10小时。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于：将二次烧结后的物料经过100～300目筛处理，得到最终的磷酸铁锰锂/碳复合材料，其颗粒粒径在200～400nm，粉体粒径在1～50um，碳含量为1.5～2％。