[发明专利]梯度掺杂的草酸铁锰前驱体及其制备方法

摘要

本发明公开了一种梯度掺杂的草酸铁锰前驱体及其制备方法。梯度掺杂的草酸铁锰前驱体的化学结构式为Fe1‑x‑yMnx{M}yC2O4·2H2O，M为掺杂元素，其浓度由中心沿半径自内向外梯度增加，0.4≤x≤0.9，0.02％≤y≤5％。本发明通过在体相中进行梯度掺杂，实现铁、锰元素元素原子水平均匀混合，掺杂元素M由核到壳浓度增加的梯度分布，提高了材料的离子导率与电子导率，材料的循环性能及倍率性能，为磷酸铁锰锂的规模化应用提供了一条新的途径。

主权项

梯度掺杂的草酸铁锰前驱体的制备方法，具体步骤如下：1)将可溶性锰源、铁源溶解在水中，制成铁锰混合溶液A，所述可溶性铁源为硫酸亚铁，草酸亚铁，乙酸亚铁或硝酸亚铁，可溶性锰源为硫酸亚锰，草酸亚锰，乙酸亚锰或硝酸亚锰；2)将掺杂金属离子化合物加入到水中，形成掺杂离子溶液B，所述掺杂金属离子化合物为硫酸镍、硝酸镍、硝酸钴、硫酸钴，硝酸镁、乙酸镁、钛酸四丁酯、氟钛酸铵、硫酸铜、多钒酸铵、偏钒酸铵、硝酸锆或硫酸铬中的一种或多种；3)将草酸铵加入盛有水的反应釜中，向反应釜中通入惰性气体，控制釜内pH为3～6，加热搅拌至草酸铵完全溶解；4)在搅拌状态下，采用并流滴加的方式向上述反应釜中加入铁锰混合溶液A和掺杂离子溶液B，调节蠕动泵加料速度，铁锰混合溶液A加入速度为1～4L/h；掺杂离子溶液B加入速度为0.005～2L/h且逐渐增大，使掺杂元素由前驱体中心沿半径自内向外含量逐渐升高，滴加完毕后进行陈化；5)将步骤4)得到的沉淀物过滤、洗涤、干燥，得到梯度掺杂的草酸铁锰前驱体。