[发明专利]一种镱镁掺杂磷酸锰锂-碳复合正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种镱镁掺杂磷酸锰锂-碳复合正极材料的制备方法，该镱镁掺杂磷酸锰锂的化学式为Li_1-xMg_xMn_1-yYb_yPO₄，其中：x=0.13-0.17，y=0.02-0.035。该方法包括如下步骤：（1）制备镱镁掺杂的磷酸锰锂前驱体；（2）将碳混合物与丙酮混合并超声分散到乙醇中，形成导电碳分散液，将镱镁掺杂的磷酸锰锂前驱体与上述导电碳分散液混合得到混合料，将混合料球磨，干燥后，置于氩气和甲烷的混合气氛中，烧结，得到镱镁掺杂磷酸锰锂-碳复合正极材料。本发明制备的镱镁掺杂磷酸锰锂-碳复合正极材料，将磷酸锰锂复合材料掺杂稀土元素Yb和过渡元素Mg改性以提高电子导电率和锂离子迁移速率，以提高其导电性能和循环稳定性。

主权项

一种镱镁掺杂磷酸锰锂‑碳复合正极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）采用溶胶凝胶法制备镱镁掺杂的磷酸锰锂前驱体该镱镁掺杂磷酸锰锂的化学式为Li_1‑xMg_xMn_1‑yYb_yPO₄，其中：x=0.13‑0.17，y=0.02‑0.035，按照上述化学式中的Li、Mg、Mn、Yb、P的摩尔量称取草酸锂、柠檬酸镁、乙酸亚锰、硝酸镱、磷酸，溶解于去离子水中，加入与草酸锂的摩尔比为1:1.2‑1.5的络合剂聚丙烯醇，得到混合溶液；将混合溶液强力搅拌且蒸发溶剂至粘稠，将得到的粘稠物质于鼓风燥箱内进行干燥，粉碎，得到混合物粉末；将混合物粉末中加入足够浸没其的丙酮，在行星式球磨机中以转速400‑500r/min球磨20‑30h，球磨后置于真空干燥机干燥得到粉料，将所得粉料用粉碎设备粉碎；将粉碎后的粉料置于还原气氛炉中在400‑600℃的温度预处理10‑15h，得到镱镁掺杂的磷酸锰锂前驱体；（2）碳包覆将质量比为1:1‑2的乙炔黑和碳纳米管混合后形成碳混合物，将碳混合物与丙酮按1∶2‑3的重量比相混合并超声分散到乙醇中，形成导电碳分散液，其中丙酮和乙醇的体积比为1:3‑5；将镱镁掺杂的磷酸锰锂前驱体与上述导电碳分散液按照镱镁掺杂的磷酸锰锂前驱体与导电碳混合物重量比100∶3‑5的比例混合得到混合料，将混合料在行星球磨机中以转速400‑500r/min球磨10‑15h；将球磨后的物质干燥后，置于氩气和甲烷的混合气氛中，其中氩气和甲烷的体积比为10:1‑2，在回转炉中于700‑800℃温度下焙烧10‑15h，得到镱镁掺杂磷酸锰锂‑碳复合正极材料。