[发明专利]基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料及其合成方法

权利要求书

1.基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料的合成方法，其特征在于：所述掺杂型磷酸锌锰的化学通式为Zn_1-xA_xMn_2-yB_y(PO4)₂，其中，A是碱金属Li、Na、K中的一种或多种，0≤x≤0.10；B是金属Fe、Co、Ni、Al中的一种或多种，0≤y≤0.20；

所述的合成方法包括以下步骤：

（1）将锌盐、锰盐与掺杂金属盐同时溶解在溶剂中得到金属盐溶液；

（2）将络合剂加入步骤（1）中所得的金属盐溶液中，充分搅拌，溶解；

（3）将磷酸盐溶解在溶剂中得到磷酸盐溶液；

（4）将步骤（2）与步骤（3）所得溶液混合均匀，并在设定温度下反应预定时间，得到乳白色悬浮液；经离心、洗涤、鼓风干燥，得到磷酸锌锰前驱体，其中金属盐和磷酸盐的摩尔比为M；

（5）将磷酸锌锰前驱体在惰性气氛下，在设定温度下热处理预定时间，得到磷酸锌锰化合物，即所述基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料。

2.根据权利要求1所述基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，步骤（1）中，所述金属盐溶液的浓度为0.01-2.0 mol/L。

3.根据权利要求1所述基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，步骤（1）中，所述锌盐、锰盐为金属锌和金属锰的硫酸盐、硝酸盐、氯化盐、乙酸盐中的一种或几种混合。

4.根据权利要求1所述基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，步骤（1）中，所述掺杂金属盐为金属A和金属B的硫酸盐、硝酸盐、氯化盐、乙酸盐中的一种或几种混合。

5.根据权利要求1所述基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，步骤（1）中，所述溶剂为纯水、超纯水、乙醇、甲醇、乙二醇中的一种或几种混合。

6.根据权利要求1所述基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，步骤（2）中，所述络合剂的加入量为0.05-2g。

7.根据权利要求1所述基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，步骤（3）中，所述磷酸盐为磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸一氢钠、磷酸二氢钠、磷酸钠中的一种或几种混合。

8.根据权利要求1所述基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，步骤（3）中，所述磷酸盐溶液的浓度为0.01-1 mol/L。

9.根据权利要求1所述基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，步骤（3）中，所述溶剂为纯水、超纯水、乙醇、甲醇、乙二醇中的一种或几种混合。

10.根据权利要求1所述基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，步骤（4）中，所述金属盐和磷酸盐的摩尔比M等于1-10。

11.根据权利要求1所述基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，步骤（5）中，热处理温度为400℃-1000℃。

12.根据权利要求1所述基于掺杂型磷酸锌锰结构的锌离子电池正极材料的合成方法，其特征在于，步骤（5）中，热处理时间为30 min-20 h。