一种碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114620703A(43)申请公布日2022.06.14(21)申请号202210333235.7(22)申请日2022.03.31(71)申请人重庆长安新能源汽车科技有限公司地址401133重庆市江北区鱼嘴镇永和路39号2屋208室(72)发明人庹爱雪牟丽莎袁昌荣杨旭陶伟(74)专利代理机构重庆华科专利事务所50123专利代理师徐先禄(51)Int.Cl.C01B25/45(2006.01)C01B32/05(2017.01)H01M4/36(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称一种碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料及其制备方法。制备方法步骤为：将锰源加入溶剂中进行颗粒细化，得预处理浆料，然后与锂源、铁源、磷源和碳源混合后再进行颗粒细化，得一次浆料；将一次浆料干燥得一次前驱体颗粒，然后置于氮气炉中进行一次烧结，得一次烧结物料；将一次烧结物料加入溶剂中，补加碳源，采用湿法球磨，得二次浆料；将二次浆料干燥得二次前驱体颗粒，然后置于惰性气氛中进行二次烧结，得二次烧结物料；将二次烧结物料粉碎，得碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料。本发明还提供了所述方法制得的碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料。本发明解决了现有磷酸锰铁锂材料存在电阻率大和压实密度低的问题。CN114620703ACN114620703A权利要求书1/2页1.一种碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将锰源加入溶剂中进行颗粒细化，得预处理浆料，然后与锂源、铁源、磷源和碳源混合后再进行颗粒细化，得一次浆料，其中，锰源、锂源、铁源、磷源按LiMnXFe1‑XPO4的化学计量比进行配比，0<X<1；S2、将一次浆料干燥得一次前驱体颗粒，然后置于惰性气氛中进行一次烧结，得一次烧结物料，其中，一次前驱体颗粒中碳源的质量占比为0.8～1.2％，一次烧结物料中碳含量≤0.1％；S3、将一次烧结物料加入溶剂中，补加碳源，采用湿法球磨，得二次浆料；S4、将二次浆料干燥得二次前驱体颗粒，然后置于惰性气氛中进行二次烧结，得二次烧结物料；S5、将二次烧结物料粉碎，得碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料。2.根据权利要求1所述的碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料的制备方法，其特征在于，所述锰源为磷酸二氢锰；所述锂源包括碳酸锂、氢氧化锂或磷酸锂；所述铁源为氧化铁、草酸铁、磷酸铁或氧化亚铁；所述磷源为磷酸二氢氨或磷酸氢二铵；在一次浆料中，碳源包括聚乙二醇，还包括葡萄糖、蔗糖和淀粉中的一种或多种；在二次浆料中，碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉和聚乙二醇中的一种或多种；溶剂为水。3.根据权利要求1所述的碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料的制备方法，其特征在于，所述S1中，预处理浆料中的固含量为30～60％，预处理浆料中的颗粒粒径D50为0.5～2.0μm；一次浆料中的固含量为30～60％，预处理浆料与锂源、铁源、磷源和碳源混合后进行球磨过程中，需保持温度在40～75℃之间。4.根据权利要求1所述的碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，一次烧结过程包括升温段、恒温段和降温段；升温段的温度为150℃～350℃，升温速率为50℃/h～100℃/h，恒温段的温度为400℃～600℃，恒温段烧结的时间为3‑6h，降温段的温度为600℃‑100℃，降温速率为20℃/h～60℃/h。5.根据权利要求1所述的碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料的制备方法，其特征在于，所述S4中，二次烧结过程包括升温段、恒温段和降温段；升温段的温度为200℃‑650℃，升温速率为50℃/h～100℃/h，恒温段的温度为700℃‑850℃，恒温段烧结的时间为3‑8h，降温段的温度为800℃‑100℃，降温速率为20℃/h～60℃/h；降温段采用水冷或风冷方式进行冷却。6.根据权利要求5所述的碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料的制备方法，其特征在于，所述S3中，一次烧结物料中碳含量≤0.1％；湿法球磨的时间为6～12h；所述S4中，二次前驱体颗粒中碳含量为1.5％～2.0％，二次烧结出料温度＜70℃。7.根据权利要求1所述的碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料的制备方法，其特征在于，所述S4中，二次浆料中的颗粒粒径D50为0.3～1.0μm，二次烧结物料中的颗粒粒径D50为10～30μ2CN114620703A权利要求书2/2页m。8.根据权利要求1所述的碳包覆的磷酸锰铁锂复合材料的制备方法，其特征在于，所述S2和S4中，干燥采用雾化干燥，干燥温度为150‑240℃，雾化转速为17000‑24000rpm；雾化干燥所得一次前驱体颗粒的粒径D50为5