磷酸锰铁锂复合材料及其制备方法和应用.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115863588A(43)申请公布日2023.03.28(21)申请号202211637290.1H01M4/136(2010.01)(22)申请日2022.12.16H01M10/0525(2010.01)(71)申请人佛山市德方纳米科技有限公司地址528500广东省佛山市高明区明城镇桥头路1号申请人深圳市德方纳米科技股份有限公司(72)发明人王鹏万远鑫李意能陈燕玉屈恋薛山刘厅(74)专利代理机构深圳中一联合知识产权代理有限公司44414专利代理师方良(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书2页说明书13页附图3页(54)发明名称磷酸锰铁锂复合材料及其制备方法和应用(57)摘要本申请公开了磷酸锰铁锂复合材料及其制备方法和应用。本申请磷酸锰铁锂复合材料包括磷酸锰铁锂颗粒和填充在磷酸锰铁锂颗粒间的金属气凝胶。本申请金属气凝胶具有自支撑结构，而且导电性好，在磷酸锰铁锂孔隙间形成导电网络结构，提高了磷酸锰铁锂的导电性；本申请磷酸锰铁锂复合材料用于电池正极时，由于金属气凝胶具有高孔隙率、高比表面积的性质，有利于电解液的浸润和流动，可以加快锂离子的扩散速度，从而提升电池的倍率性能和循环性能。本申请通过磷酸锰铁锂颗粒与金属水凝胶混合处理，再冷冻干燥的方法，来制备上述磷酸锰铁锂复合材料，其制备方法简单，对磷酸锰铁锂的性能有明显改善。CN115863588ACN115863588A权利要求书1/2页1.一种磷酸锰铁锂复合材料，其特征在于：包括磷酸锰铁锂颗粒和填充在所述磷酸锰铁锂颗粒间的金属气凝胶。2.根据权利要求1所述的磷酸锰铁锂复合材料，其特征在于：所述金属气凝胶在所述磷酸锰铁锂复合材料中的质量百分含量为0.5～50％；和/或所述磷酸锰铁锂复合材料的孔隙率为1.3～35.6％；和/或所述磷酸锰铁锂复合材料的比表面积为7.5～31.2m2/g；和/或所述磷酸锰铁锂复合材料的振实密度为0.51～0.79g/cm3；和/或所述磷酸锰铁锂复合材料的压实密度为2.21～2.55g/cm3。3.根据权利要求1或2所述的磷酸锰铁锂复合材料，其特征在于：所述金属气凝胶具有如下至少一种特征：所述金属气凝胶的孔隙直径为1～100nm；所述金属气凝胶中的金属粒径为5～50nm；所述金属气凝胶在所述磷酸锰铁锂颗粒间形成导电网络结构。4.根据权利要求1或2所述的磷酸锰铁锂复合材料，其特征在于：所述金属气凝胶中的金属包括Ag、Au、Pd、Pt、Bi、Sn中的至少一种。5.一种磷酸锰铁锂复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将磷酸锰铁锂颗粒与金属水凝胶进行混合处理，得到复合物；将所述复合物进行冷冻干燥处理，得到磷酸锰铁锂复合材料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述磷酸锰铁锂颗粒与所述金属水凝胶是按照如下质量比进行混合处理：在生成的所述磷酸锰铁锂复合材料中，金属气凝胶在磷酸锰铁锂复合材料中的质量百分含量为0.5～50％；和/或所述冷冻干燥中的冷冻处理包括液氮冷冻、冰柜冷冻中的任一种方式；和/或所述冷冻干燥中的干燥处理的温度为‑60～‑40℃，时间为12～50h。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于：所述金属水凝胶的制备方法包括如下步骤：将金属盐与还原剂于溶剂中进行还原反应，形成金属水凝胶。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述金属盐包括可溶性的Ag盐、Au盐、Pd盐、Pt盐、Bi盐、Sn盐中的至少一种；和/或所述还原剂包括硼氢化钠、硼氢化钾、水合肼、过氧化氢中的至少一种；和/或所述金属盐与还原剂的摩尔比为1:(1～16.1)。9.根据权利要求5、6或8任一项所述的制备方法，其特征在于：还包括如下步骤：对所述混合处理后的复合物进行洗涤处理。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于：所述洗涤处理包括用去离子水洗涤。11.一种正极，其特征在于：包括集流体和结合在集流体上的正极活性层，所述正极活性层所含的正极活性材料包括权利要求1～4任一项所述的磷酸锰铁锂复合材料或由权利要求5～10任一项所述制备方法制备的磷酸锰铁锂复合材料。12.根据权利要求11所述的正极，其特征在于：所述正极的电阻率低于15.1Ω·cm；和/或所述正极的锂离子扩散系数高于2.3×10‑13cm2/S。2CN115863588A权利要求书2/2页13.一种二次电池，包括正极，其特征在于：所述正极为权利要求11或12所述的正极。3CN115863588A说明书1/13页磷酸锰铁锂复合材料及其制备方法和应用技术领域[0001]本申请属于电极材料技术领域，具体涉及磷酸锰铁锂复合材料、制备方法和应用。背景技术