【技術實現步驟摘要】
本專利技術實施例涉及電池，尤其涉及一種磷酸錳鐵鋰正極材料及其制備方法、正極極片及鋰離子電池。
技術介紹
1、目前，鋰離子電池在全世界是一個很熱的研究方向，由于鋰離子電池性能主要有正負極材料和電解質決定，因此正極材料的研究發展至關重要。相對于磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料等鋰離子電池正極材料，磷酸錳鐵鋰具有循環性能好、高電導率、高能量密度、原料來源廣、環境友好、成本低的優點，此外，處于現有電解液體系的穩定電化學窗口，磷酸錳鐵鋰可以與多種有機電解質配合使用。
2、現有公開的磷酸錳鐵鋰制備方法有很多，一般包括高溫固相反應法、液相共沉淀法、水熱法、溶膠-凝膠法、氧化還原法、固相微波法和機械球磨法等。然而，這些制備方法大多工藝復雜，對原料的利用率較低，進而產生的污染性、資源浪費率很大。
3、為了解決現有制備鋰離子電池正極材料工藝復雜，提升磷酸錳鐵鋰原料的利用率，減少污染，對磷酸錳鐵鋰制備工藝上改性尤為重要。
技術實現思路
1、本專利技術實施例解決的技術問題是提供一種工藝簡單高效、綠色且低成本的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法。
2、為解決上述問題，本專利技術實施例提供一種磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，包括：
3、將鋰源、磷源分散在分散劑中，再加入錳源、磷酸鐵鋰形成均勻的混合漿料，其中，固體物質占比大于等于45％，所述分散劑包括乙二醇和/或水；
4、將所述混合漿料置于密閉裝置內在一定條件下進行合成反應，得到磷酸錳鐵鋰前驅體；>
5、對所述磷酸錳鐵鋰前驅體進行高溫燒結，得到所述磷酸錳鐵鋰正極材料。
6、可選的，所述分散劑的質量百分比為30％-40％，所述鋰源、磷源、錳源的摩爾比范圍是1:1:1～1.05:1.05:1。
7、可選的，所述合成反應的溫度范圍為160℃-220℃，反應時間為1h-8h。
8、可選的，所述高溫燒結的溫度范圍是200℃-750℃，燒結時間范圍是9-19h，升溫速率為2-20℃/min，降溫速率為2-20℃/min。
9、可選的，所述高溫燒結的步驟具體包括：以3℃/min升溫至200℃保持2h，繼續升溫至450℃，保持2h，最后升溫至700℃，保持5-15h。
10、可選的，所述磷酸鐵鋰為碳包覆磷酸鐵鋰。
11、可選的，在將所述混合漿料置于密閉裝置內在一定條件下進行合成反應的步驟之前，還包括：向所述混合漿料中加入碳源，對所述磷酸鐵鋰進行二次碳包覆，所述碳源包括葡萄糖或蔗糖。
12、可選的，所述錳源包括碳酸錳、草酸錳、乙酸錳、氧化錳、三氧化二錳、二氧化錳中的至少一者。
13、可選的，所述鋰源包括碳酸鋰、氫氧化鋰、乙酸鋰或磷酸二氫鋰中的至少一者。
14、可選的，所述磷源包括磷酸、磷酸二氫鋰、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨中的至少一者。
15、可選的，所述磷源為磷酸，所述固體物質占比為45％-50％。可選的，所述磷酸錳鐵鋰正極材料的壓實密度≥1.4g/cm3，優選的，≥2.1g/cm3。
16、本專利技術實施例還提供一種磷酸錳鐵鋰正極材料，所述磷酸錳鐵鋰正極材料通過前述的方法制得。
17、本專利技術實施例還提供一種正極極片，所述正極極片包含前述的磷酸錳鐵鋰正極材料。
18、本專利技術實施例還提供一種鋰離子電池，所述鋰離子電池包含前述的正極極片。
19、與現有技術相比，本專利技術實施例的技術方案具有以下優點：
20、本專利技術實施例所提供的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，首先將鋰源、磷酸分散在分散劑中，再加入錳源、磷酸鐵鋰形成均勻的混合漿料，其中，固體物質占比大于等于45％，所述分散劑可以是乙二醇和/或水；接著對所述混合漿料在一定條件下進行合成反應，得到磷酸錳鐵鋰前驅體；最后對所述磷酸錳鐵鋰前驅體進行高溫燒結，得到所述磷酸錳鐵鋰正極材料。一方面，本專利技術實施例所提供的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，由于混合漿料的固含量不低于45％，本申請的制備方法相對純溶劑法產能更高；另一方面，本申請提供的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，由于投料原子利用率是100％，從而能夠避免后續的洗滌和純化處理工序，降低生產成本；進一步地，本申請的制備方法無廢料廢氣產生，工藝綠色操作簡單。
21、可以看出，本專利技術實施例提供的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，采用磷酸鐵鋰為模板，合成具有高壓實、高性能的磷酸錳鐵鋰正極材料，無廢料廢氣產生，綠色環保；分散劑使用量小，工藝簡單高效；反應原子利用率高且分散劑可回收，能夠降低成本；可用于回收lifepo4材料，提高其附加值。
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1.一種磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述分散劑的質量百分比為30％-40％，所述鋰源、磷源、錳源的摩爾比范圍是1:1:1～1.05:1.05:1。
3.如權利要求1所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述合成反應的溫度范圍為160℃-220℃，反應時間為1h-8h。
4.如權利要求1所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述高溫燒結的溫度范圍是200℃-750℃，燒結時間范圍是9-19h，升溫速率為2-20℃/min，降溫速率為2-20℃/min。
5.如權利要求4所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述高溫燒結的步驟具體包括：以3℃/min升溫至200℃保持2h，繼續升溫至450℃，保持2h，最后升溫至700℃，保持5-15h。
6.如權利要求1-5任一項所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述磷酸鐵鋰為碳包覆磷酸鐵鋰。
7.如權利要求6所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特
8.如權利要求1-5任一項所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述錳源包括碳酸錳、草酸錳、乙酸錳、氧化錳、三氧化二錳、二氧化錳中的至少一者。
9.如權利要求1-5任一項所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述鋰源包括碳酸鋰、氫氧化鋰、乙酸鋰或磷酸二氫鋰中的至少一者。
10.如權利要求1-5任一項所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述磷源包括磷酸、磷酸二氫鋰、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨中的至少一者。
11.如權利要求1所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述磷源為磷酸，所述固體物質占比為45％-50％。
12.如權利要求10所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述磷酸錳鐵鋰正極材料的壓實密度大于等于1.4g/cm3，優選的，大于等于2.1g/cm3。
13.一種磷酸錳鐵鋰正極材料，其特征在于，所述磷酸錳鐵鋰正極材料通過如權利要求1-12任一項項所述的方法制得。
14.一種正極極片，其特征在于，所述正極極片包含如權利要求13所述的磷酸錳鐵鋰正極材料。
15.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包含如權利要求14所述的正極極片。
...【技術特征摘要】
1.一種磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述分散劑的質量百分比為30％-40％，所述鋰源、磷源、錳源的摩爾比范圍是1:1:1～1.05:1.05:1。
3.如權利要求1所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述合成反應的溫度范圍為160℃-220℃，反應時間為1h-8h。
4.如權利要求1所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述高溫燒結的溫度范圍是200℃-750℃，燒結時間范圍是9-19h，升溫速率為2-20℃/min，降溫速率為2-20℃/min。
5.如權利要求4所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述高溫燒結的步驟具體包括：以3℃/min升溫至200℃保持2h，繼續升溫至450℃，保持2h，最后升溫至700℃，保持5-15h。
6.如權利要求1-5任一項所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述磷酸鐵鋰為碳包覆磷酸鐵鋰。
7.如權利要求6所述的磷酸錳鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，在將所述混合漿料置于密閉裝置內在一定條件下進行合成反應的步驟之前，還包括：向所述混合漿料中加入碳源，對所述磷酸鐵鋰進行二次碳包...
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