一种磷酸铁锰锂正极材料及其制备方法、锂离子电池和用电设备.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115939351A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211649268.9B82Y40/00(2011.01)(22)申请日2022.12.20(71)申请人蜂巢能源科技股份有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人黄兴刘静杨红新(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师王焕(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M10/0525(2010.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/62(2006.01)B82Y30/00(2011.01)权利要求书2页说明书8页附图1页(54)发明名称一种磷酸铁锰锂正极材料及其制备方法、锂离子电池和用电设备(57)摘要本发明涉及二次电池材料技术领域，具体而言，涉及一种磷酸铁锰锂正极材料及其制备方法、锂离子电池和用电设备。该制备方法采用共沉淀的制备方法，实现磷酸锰铁锂在碳纳米管上原位生长，碳纳米管紧密与活性材料接触并嵌入其中相互联结，构成具有独特的碳纳米管串联磷酸锰铁锂球，形成三维导电网络，提高磷酸铁锰锂材料的导电性能。CN115939351ACN115939351A权利要求书1/2页1.一种磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将第一溶液和第二溶液加入母液中发生共沉淀反应，得到浆料，所述浆料经过陈化、分离后，得到沉淀，干燥所述沉淀后得到磷酸铁锰锂正极材料的前驱体，所述前驱体经过烧结得到所述磷酸铁锰锂正极材料；其中，所述第一溶液包括铁源、锰源和磷源；所述第二溶液包括锂源；所述母液中包括有机碳源和碳纳米管。2.根据权利要求1所述的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下特征(1)至(5)中的至少一种：(1)所述第一溶液中，所述锂源以Li计，所述铁源以Fe计，所述锰源以Mn计，所述磷源以P计，所述第二溶液中，所述锂源以Li计；所述锂源、所述铁源、所述锰源和所述磷源的摩尔比为1～3：0.1～0.5：0.5～0.9：1～1.1；(2)所述锂源包括LiOH、Li2CO3、LiNO3、LiH2PO4、CH3COOLi和LiI中的至少一种；(3)所述铁源包括氢氧化铁、氢氧化亚铁、磷酸铁、磷酸亚铁、醋酸铁、醋酸亚铁、碳酸铁、碳酸亚铁、三氧化二铁、四氧化三铁、草酸铁和草酸亚铁中的至少一种；(4)所述锰源包括碳酸锰、草酸锰、醋酸锰、二氧化锰、三氧化二锰和四氧化三锰中的至少一种；(5)所述磷源包括磷酸二氢锂、磷酸铵、磷酸二氢铵和磷酸锂中的至少一种。3.根据权利要求1所述的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述母液中还包括添加剂，所述添加剂包括：二甲基亚砜、二甲基甲酰胺、乙二醇单甲醚、二甲基乙酰胺和乙二醇中的至少一种；优选地，所述添加剂在母液中的初始体积比浓度为1％～5％。4.根据权利要求1所述的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下特征(1)至(4)中的至少一种：(1)所述有机碳源的添加量为磷酸锰铁锂质量的0.3％～1.5％；(2)所述有机碳源包括聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯醇和海藻酸钠中的至少一种；(3)所述有机碳源的分子量为8000‑700000；(4)所述碳纳米管在母液中的初始质量比浓度为0.05％～0.2％。5.根据权利要求1所述的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下特征(1)至(2)中的至少一种：(1)所述共沉淀反应的过程中，溶液体系的温度为30～90℃，pH＝8～12.5；(2)所述共沉淀反应的时间为4～24h。6.根据权利要求1所述的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下特征(1)至(2)中的至少一种：(1)所述陈化的时间为4～24h；(2)所述干燥的温度为70～150℃。7.根据权利要求1所述的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，包含以下特征2CN115939351A权利要求书2/2页(1)至(2)中的至少一种：(1)所述烧结的温度为300～900℃；(2)所述烧结的时间为4～24h。8.一种磷酸铁锰锂正极材料，由权利要求1‑7任一项所述的制备方法制得。9.一种锂离子电池，包括如权利要求8所述的磷酸铁锰锂正极材料。10.一种用电设备，包括如权利要求9所述的锂离子电池。3CN115939351A说明书1/8页一种磷酸铁锰锂正极材料及其制备方法、锂离子电池和用电设备技术领域[0001]本发明涉及二次电池材料技术领域，具体而言，涉及一种磷酸铁锰锂正极材料及其制备方法、锂离子电池和用电设备。背景技术[0002]随着环境污染和能源短缺问题的日益严重，近年来，太阳能、风能、地热能等可再生能源的收集和转化受到越来越多的研究人