[发明专利]一种锰掺杂复合正极材料及其制备方法

说明书

本发明属于电池材料领域，提供了一种锰掺杂复合正极材料及其制备方法。本发明的复合正极材料的制备方法包括如下步骤：（1）将磷酸亚铁锂和醋酸锰分散于分散剂中，然后去除分散剂、细化；（2）将细化后得到的物质进行退火热处理，得到具有锰掺杂壳层的复合正极材料。本发明的制备方法简单，制备的复合正极材料是以磷酸锰铁锂为壳层，以磷酸亚铁锂为核的核壳结构，其表面形成的磷酸锰铁锂壳层能够有效抑制电解液在电化学循环过程中对磷酸亚铁锂的侵蚀，减少Fe的溶出，在电池的负极形成平整且光滑的SEI膜，提高了材料的电化学性能。

技术领域

本发明涉及电池材料领域，尤其涉及一种锰掺杂复合正极材料及其制备方法。

背景技术

随着能源的枯竭各国都陆续出台了禁售燃油车的时间，对电动车的需求量越来越多，对动力电池性能也提出了更高的要求。电池是新能源汽车的核心，动力电池占据着一辆汽车1/3以上的成本，当动力电池容量衰减到80％以下时就不适合在动力汽车上应用，因此对电池的寿命就提出了更高的挑战。

磷酸亚铁锂(LiFePO₄，LFP)是一种橄榄石结构的正极材料，以资源丰富，价格低，环保，安全性好，比容量高，循环稳定等优点被认为是动力电池比较理想的正极材料。磷酸亚铁锂理论容量为170mA/g，充放电平台稳定而且适中，存在很强的P-O共价键结构稳定，在脱锂和嵌锂过程中体积变化小所以具有很好的循环稳定性，以及具有很好的热稳定性，是比较优良的动力电池正极材料，但是其离子扩散系数和电子电导率比较低，依然面临容量衰减的问题。电池容量衰减主要因素在于正极材料表面在和电解液接触发生副反应时，磷酸亚铁锂中的铁溶出，导致材料晶体结构衰退。

目前主要的改进方法是掺杂和包覆，掺杂能够提高LFP的晶体结构稳定性。现有技术中一般是对电池正极材料与掺杂材料进行全部掺杂，而对电池正极材料表面进行改性掺杂的技术目前还没有。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锰掺杂复合正极材料及其制备方法，本发明的制备方法简单，制备的复合正极材料是以磷酸锰铁锂为壳层，以磷酸亚铁锂为核的核壳结构，该复合正极材料具有优良的电化学性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种锰掺杂复合正极材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将磷酸亚铁锂和醋酸锰分散于分散剂中，然后去除分散剂、细化；

(2)将所述细化后得到的物质进行退火热处理，得到所述锰掺杂复合正极材料。

优选的，所述醋酸锰中锰的质量为磷酸亚铁锂质量的0.2％～0.8％。

优选的，所述分散剂为甲醇、乙醇或丙酮。

优选的，所述去除分散剂的方法是加热。

优选的，所述加热后还进行干燥。

优选的，所述细化的方法是研磨。

优选的，所述退火热处理的条件为：退火温度400～600℃，升温速率4～6℃ /min，保温时间4～5h，退火时间3～5h。

优选的，所述退火热处理在管式炉惰性氛围下进行。

本发明还提供了一种锰掺杂复合正极材料，所述复合正极材料以磷酸锰铁锂为壳层，以磷酸亚铁锂为核。

本发明提供了一种锰掺杂复合正极材料，具有以磷酸锰铁锂为壳层，以磷酸亚铁锂为核的核壳结构，其表面形成的磷酸锰铁锂壳层能够有效抑制电解液在电化学循环过程中对磷酸亚铁锂的侵蚀，减少Fe的溶出，在电池的负极形成了平整且光滑的SEI膜，提高了材料的电化学性能。

附图说明