改性磷酸铁锰锂材料、其制备方法及应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113224278A(43)申请公布日2021.08.06(21)申请号202110496178.XC01B35/10(2006.01)(22)申请日2021.05.07(71)申请人蜂巢能源科技有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人聂荣健刘道淦王守兵陈岩(74)专利代理机构北京康信知识产权代理有限责任公司11240代理人白雪(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)C01B25/45(2006.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称改性磷酸铁锰锂材料、其制备方法及应用(57)摘要本发明提供了一种改性磷酸铁锰锂材料、其制备方法及应用。上述改性磷酸铁锰锂材料，其包括镁掺杂磷酸铁锰锂核层以及包覆在镁掺杂磷酸铁锰锂核层表面的含硼包覆层。本发明改性磷酸铁锰锂材料包括镁掺杂磷酸铁锰锂核层以及包覆在镁掺杂磷酸铁锰锂核层表面的含硼包覆层。基于此结构，材料的电导率、锂离子扩散能力更高，电荷转移阻抗更低，稳定性更佳。将其作为锂离子电池正极材料使用时，电池的倍率性能更佳，首次充放电效率及容量更高，且循环性能更佳，尤其是循环寿命更长。CN113224278ACN113224278A权利要求书1/1页1.一种改性磷酸铁锰锂材料，其特征在于，所述改性磷酸铁锰锂材料包括镁掺杂磷酸铁锰锂核层以及包覆在所述镁掺杂磷酸铁锰锂核层表面的含硼包覆层。2.根据权利要求1所述的改性磷酸铁锰锂材料，其特征在于，所述镁掺杂磷酸铁锰锂核层的材料为Li(FeyMn1‑y)1‑xMgxPO4，x＝0.01～0.05，y＝0.57～0.62。3.根据权利要求1或2所述的改性磷酸铁锰锂材料，其特征在于，所述含硼包覆层的材料为氧化硼。4.根据权利要求3所述的改性磷酸铁锰锂材料，其特征在于，所述镁掺杂磷酸铁锰锂核层的粒径D50为5～20μm，所述含硼包覆层的厚度为1～20nm。5.一种权利要求1至4中任一项所述的改性磷酸铁锰锂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将锰源、磷源、铁源、锂源和镁源及水混合，形成中间反应液；将所述中间反应液依次经过干燥、预煅烧处理，得到核层前驱体；将所述核层前驱体与硼源混合后进行焙烧处理，得到所述改性磷酸铁锰锂材料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述硼源为硼酸和/或硝酸硼；优选地，所述硼源为所述硼源和所述核层前驱体总重量的30～60wt％，优选为45～60wt％；所述镁源为Mg(CH3COO)2和/或Mg(OH)2；优选地，所述锰源、所述磷源、所述铁源、所述锂源及所述镁源的摩尔比为(0.38～0.44):1:(0.57～0.62):1.05:(0.01～0.05)；优选地，所述锂源为CH3COOLi·2H2O和/或LiOH；所述锰源为Mn(CH3COO)2·4H2O和/或MnSO4；所述磷源为NH4H2PO4；所述铁源为FeCl2·4H2O和/或Fe(CH3COO)2。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，所述预煅烧处理过程中，处理温度为300～450℃，处理时间为5～8h；所述焙烧处理过程中，处理温度为650～850℃，处理时间为6～24h。8.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，将所述核层前驱体与所述硼源进行所述焙烧处理前，还包括将所述核层前驱体进行研磨处理；优选所述研磨处理过程中包括依次进行的对辊破碎处理和超离心研磨粉碎处理；优选地，所述核层前驱体前驱体的粒度为5～20μm。9.一种正极材料，其特征在于，为权利要求1至4中任一项所述的改性磷酸铁锰锂材料，或者为权利要求5至8中任一项所述的制备方法制备得到的改性磷酸铁锰锂材料。10.一种锂离子电池，包括正极，所述正极包括正极集流体和位于所述正极集流体表面的正极活性层，所述正极活性层包括正极材料、导电剂和粘结剂，其特征在于，所述正极材料为权利要求1至4中任一项所述的改性磷酸铁锰锂材料，或者为权利要求5至8中任一项所述的制备方法制备得到的改性磷酸铁锰锂材料。2CN113224278A说明书1/6页改性磷酸铁锰锂材料、其制备方法及应用技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池领域，具体而言，涉及一种改性磷酸铁锰锂材料、其制备方法及应用。背景技术[0002]高比容量的正极材料一直是限制锂离子电池广泛应用的关键因素之一，在众多的正极材料中，LiFe1‑xMnxPO4兼具LiMnPO4相对高电压和LiFePO4结构稳定性的优点。然而，LiFexMn1‑xPO4中FeO6与MnO6八面体通过PO4四面体连接，无法形成连续的导电网络，