一种磷酸亚铁锰铵前驱体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CN115991464A(43)申请公布日2023.04.21(21)申请号202211634030.9(22)申请日2022.12.19(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)发明人张勇杰李子郯杨红新王涛张宁(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专利代理师王闯(51)Int.Cl.C01B25/45(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种磷酸亚铁锰铵前驱体及其制备方法和应用(57)摘要本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种磷酸亚铁锰铵前驱体及其制备方法和应用。本发明的磷酸亚铁锰铵前驱体，包括磷酸亚铁锰铵晶体以及位于所述磷酸亚铁锰铵晶体的晶格内部和/或晶格表面的碳原子；所述磷酸亚铁锰铵前驱体中，C的含量≥0.3wt％。磷酸亚铁锰铵前驱体的制备方法，包括如下步骤，在惰性气氛下，将含有磷源、铁源、锰源和还原性碳源的混合溶液与氨水反应，得到所述磷酸亚铁锰铵前驱体。本发明的磷酸亚铁锰铵前驱体中无杂相，且采用该前躯体煅烧后可制得导电性和比容量更加优异的材料。CN115991464ACN115991464A权利要求书1/1页1.一种磷酸亚铁锰铵前驱体，其特征在于，所述磷酸亚铁锰铵前驱体包括磷酸亚铁锰铵晶体以及位于所述磷酸亚铁锰铵晶体的晶格内部和/或晶格表面的碳原子；所述磷酸亚铁锰铵前驱体中，C的含量≥0.3wt％。2.根据权利要求1所述的磷酸亚铁锰铵前驱体，其特征在于，所述磷酸亚铁锰铵前驱体为片状结构；优选地，所述片状结构的长度为10～30μm，宽度为5～25μm。3.如权利要求1或2所述的磷酸亚铁锰铵前驱体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，在惰性气氛下，将含有磷源、铁源、锰源和还原性碳源的混合溶液与氨水反应，得到所述磷酸亚铁锰铵前驱体。4.根据权利要求3所述的磷酸亚铁锰铵前驱体的制备方法，其特征在于，所述含有磷源、铁源、锰源和还原性碳源的混合溶液的pH<2。5.根据权利要求3所述的磷酸亚铁锰铵前驱体的制备方法，其特征在于，在惰性气氛下，向含有磷源、铁源、锰源和还原性碳源的混合溶液中加入氨水，直至混合溶液的pH为6～7，然后在60～100℃反应，得到所述磷酸亚铁锰铵前驱体。6.根据权利要求3所述的磷酸亚铁锰铵前驱体的制备方法，其特征在于，所述含有磷源、铁源、锰源和还原性碳源的混合溶液中，Mn和Fe的总浓度为1～3mol/L。7.根据权利要求6所述的磷酸亚铁锰铵前驱体的制备方法，其特征在于，所述含有磷源、铁源、锰源和还原性碳源的混合溶液中，Mn的物质的量与Mn和Fe的总物质的量的比值为0.5～0.7：1；磷酸根的物质的量与Mn和Fe的总物质的量的比值为1～1.2：1。8.根据权利要求7所述的磷酸亚铁锰铵前驱体的制备方法，其特征在于，所述含有磷源、铁源、锰源和还原性碳源的混合溶液中，还原性碳源的浓度与Mn和Fe的总浓度满足如下关系式：10％≤T×S/(M+F)≤50％；T为还原性碳源的浓度，单位为mol/L；S为还原性碳源中的碳含量；M为Mn的浓度，单位为mol/L；F为Fe的浓度，单位为mol/L。9.根据权利要求3所述的磷酸亚铁锰铵前驱体的制备方法，其特征在于，所述还原性碳源包括包括葡萄糖、果糖和麦芽糖中的至少一种；优选地，所述磷源包括磷酸、磷酸二氢铵和磷酸一氢铵中的至少一种；所述铁源包括可溶性铁盐；所述锰源包括可溶性锰盐。10.一种磷酸锰铁锂，其特征在于，主要由权利要求1或2所述的磷酸亚铁锰铵前驱体或者权利要求3～9任一项所述的磷酸亚铁锰铵前驱体的制备方法制得的磷酸亚铁锰铵前驱体、锂源和碳源煅烧得到。2CN115991464A说明书1/7页一种磷酸亚铁锰铵前驱体及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种磷酸亚铁锰铵前驱体及其制备方法和应用。背景技术[0002]目前常用的动力电池正极材料为磷酸铁锂与三元材料，其中，磷酸铁锂以其优秀的循环性能和安全性使其市场占有率逐年提升。磷酸铁锂是橄榄石结构正极材料的典型代表，其化学通式为LiMPO4(M＝Mn，Fe，Co等)，理论比容量均为170mAh/g，电压平台各不相同，磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸钴锂与磷酸镍锂相对电压分别为3.5V、4.1V、4.8V和5.2V(相对于Li+/Li)，但由于钴和镍的价格较高且不利于实际应用，金属铁与锰价格较低，且磷酸铁锂相较于磷酸锰锂更加稳定，因此，磷酸铁锂最先市场化。为提高磷酸铁锂的能量密度，磷酸锰铁锂应运而生，其可以在保持磷酸铁锂稳定性的基础上提高正极材料的电压平