[发明专利]磷酸锰铁锂的制备方法，正极材料及锂离子电池

权利要求书

1.一种磷酸锰铁锂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.将锰源和/或铁源固相混合，得到第一混合物；

S2.将所述第一混合物于300～1200℃下进行固相烧结，获得锰铁氧化物(Mn_xFe_1-x-y)_mO_n；

S3.将所述锰铁氧化物(Mn_xFe_1-x-y)_mO_n与锂源、磷源以及可选的锰源和/或铁源进行固相混合，得到第二混合物；

S4.将所述第二混合物于350～900℃下进行固相烧结，得到磷酸锰铁锂LiMn_xFe_1-x-yPO₄；

其中，0≤x≤1，0≤y≤1。

2.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂的制备方法，其特征在于，所述锰源为含有结晶水或不含有结晶水的硫酸锰、碳酸锰、醋酸锰、磷酸锰、硝酸锰、草酸锰、柠檬酸锰中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂的制备方法，其特征在于，所述铁源为含有结晶水或不含有结晶水的硫酸亚铁、碳酸亚铁、醋酸亚铁、磷酸亚铁、硝酸亚铁、草酸亚铁、柠檬酸亚铁、硫酸铁、碳酸铁、醋酸铁、磷酸铁、硝酸铁、草酸铁、柠檬酸铁中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂的制备方法，其特征在于，所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、磷酸锂、草酸锂、醋酸锂、硫酸锂、硝酸锂、氯化锂中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂的制备方法，其特征在于，所述磷源为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、三聚磷酸钠、磷酸、磷酸钙、磷酸酯、磷酸二氢锂、磷酸铁、磷酸锂、磷酸二氢锂、磷酸锰中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种磷酸锰铁锂的制备方法，其特征在于，步骤S1和S3中，固相混合时还加入了碳源、M源、N源中的一种或多种；经过步骤S2和S4的固相烧结后，分别得到锰铁氧化物(Mn_xFe_1-x-yM_y)_mO_nN_z/C和磷酸锰铁锂LiMn_xFe_1-x-yM_yPO_4-zN_z/C；

其中，所述M源为掺杂阳离子源，所述N源为掺杂阴离子源；0≤x≤1，0≤y≤1，0≤z≤0.1，1：3.5≤m：(n+z)≤1:1。

7.根据权利要求6所述的一种磷酸锰铁锂的制备方法，其特征在于，所述碳源为蔗糖、葡萄糖、果糖、柠檬酸、酚醛树脂、聚乙烯醇、聚乙二醇、淀粉、炭黑、乙炔黑、石墨、石墨烯、导电碳管中的一种或多种。

8.根据权利要求6所述的一种磷酸锰铁锂的制备方法，其特征在于，所述阳离子源包括铝、镁、镍、钴、钛、铜、钙、铌、铬、锌、镧、锑、碲、锶、钨、铟、钇中的一种或多种，所述阴离子源包括氟或/和硫。

9.一种正极材料，其特征在于，所述正极材料是由橄榄石结构的磷酸锰铁锂材料、层状多元酸锂、尖晶石型锰酸锂、层状富锰锂基中的一种或多种混合后得到的；其中，所述橄榄石结构的磷酸锰铁锂材料、层状多元酸锂、尖晶石型锰酸锂、层状富锰锂基材料是由权利要求1～8任一项所述的方法制备得到的。

10.一种锂离子电池，包括正极片、负极片、电解液和隔膜，其特征在于，所述正极片是由权利要求9所述的正极材料制备而成的。