磷酸锰锂正极材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103441270A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103441270103441270A(43)申请公布日2013.12.11(21)申请号201310350445.8(22)申请日2013.08.12(71)申请人天津巴莫科技股份有限公司地址300384天津市滨海新区华苑产业园区（环外）海泰大道8号300384(72)发明人宋英杰徐宁伏萍萍王秋明吴孟涛(74)专利代理机构天津才智专利商标代理有限公司12108代理人陈昌娟(51)Int.Cl.H01M4/58(2010.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称磷酸锰锂正极材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种磷酸锰锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：首先将锂盐、磷酸亚锰、金属氧化物和分散剂加入到高速混合机中混合均匀；其次在反应釜中于管式炉内在170～230°条件下进行水热或溶剂热反应8h～36h；再将得到的浆料进行洗涤和离心分离后，与碳源、去离子水混合，并在超级细磨机中进行球磨直至物料粒度D50≤0.2μm；最后将得到的浆料干燥后放置于以氮气作为保护气体的管式炉中进行高温固相反应，即可得到所述磷酸锰锂产品。该制备方法制得的磷酸锰锂材料比容量高，此方法操作简单、成本较低，非常适用于工业化生产。CN103441270ACN103427ACN103441270A权利要求书1/1页1.一种磷酸锰锂正极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）按照摩尔比Li：（Mn+M）＝1～1.05：1且M：Mn＝0～0.02，其中M指掺入的金属元素，称取锂盐、磷酸亚锰和金属氧化物，再按照分散剂质量：（锂盐+磷酸亚锰+金属氧化物）质量＝1.0～3.0：1称取分散剂，将上述物质加入到高速混合机中混合均匀；2）将步骤1）中得到的浆料加入反应釜中，放置于管式炉中进行水热或溶剂热反应，反应温度为170～230℃，反应时间为8h～36h；3）将步骤2）得到的浆料进行洗涤和离心分离；4）将步骤3）得到的物料和碳源以及质量为前两者质量和的1～3倍的去离子水加入到超级细磨机中球磨，至球磨后物料粒度D50≤0.2μm时停止球磨；5）将步骤4）得到的浆料进行干燥；6）将步骤5）得到的物料放置于以氮气作为保护气体的管式炉中进行高温固相反应，即可得到最终的磷酸锰锂产品。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述锂盐为醋酸锂、硝酸锂、硫酸锂和氯化锂中的任意一种。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述金属氧化物为氧化钛、五氧化二钒、五氧化二铌和氧化镁中的任意一种。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述分散剂为去离子水、二甘醇和乙二醇中的任意一种。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述碳源为SuperP、Ensaco、蔗糖、柠檬酸和葡萄糖中的任意一种，或其中两种以任意比的混合物。6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述高温固相反应温度为550～650℃，反应时间4～8h。7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述磷酸锰锂产品碳含量为4％～8wt％。8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤5）中的干燥方法为微波干燥或喷雾干燥。9.如权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述微波干燥温度为100～120℃，喷雾干燥温度为200～240℃。2CN103441270A说明书1/4页磷酸锰锂正极材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及锂离子二次电池正极材料领域，特别是涉及一种磷酸锰锂正极材料的制备方法。背景技术[0002]橄榄石型结构的磷酸盐系正极材料在安全性能和循环寿命等方面优于传统的层状结构正极材料，其代表性材料磷酸铁锂（LiFePO4）已被学术界和产业界广泛研究证实，并且大量应用于动力和储能电池等领域。然而，磷酸铁锂3.4V（vs.Li/Li+）的电位限制了电池能量密度的提升，因此磷酸铁锂动力电池市场发展受限。与磷酸铁锂（LiFePO4）相比，磷3+2++酸锰锂（LiMnPO4）中的Mn/Mn电对在4.1V（vs.Li/Li）能实现锂离子的脱嵌，获得4.1V的平台电压和几乎相同的理论容量，提高了电池20％的能量密度。因此，国际上将磷酸锰锂列为新一代高能量密度动力锂离子电池正极材料。[0003]目前，磷酸锰铁锂材料在全球范围内仍处于研发阶段，没有实施量产的先例。这主要是由于磷酸锰锂的电子导电性和离子导电性很差，常用高温固相法制备的磷酸锰锂材料，一次粒子过大，导致其电性能很差，从而影响到了其容量的发挥。发明内容[0004]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种磷酸锰锂正极材料的制备方法，利用此方法可以制得电性能优越的磷酸锰锂正极材料。[0005