一種電池級磷酸鐵錳及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電池級磷酸鐵錳及其制備方法。該電池級磷酸鐵錳化學(xué)組成為MnxFe(1-x)PO4，其中0.1≤x≤0.9，其制備方法是采用水熱下的氧化-共沉淀工藝，按磷酸鐵錳的化學(xué)組成MnxFe(1-x)PO4分別將可溶性磷源、鐵源、錳源溶液置于反應(yīng)釜中，加入表面活性劑、硝酸，控制體系pH值在1～4，在100～250℃下攪拌2～48h進(jìn)行水熱反應(yīng)，得到含MnxFe(1-x)PO4·yH2O沉淀的懸濁液，自然冷卻至室溫后過濾、洗滌、干燥得到MnxFe(1-x)PO4·yH2O，再在250～700℃高溫焙燒，得到不含結(jié)晶水的電池級磷酸鐵錳。本發(fā)明簡單易行，易于實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，制備的磷酸鐵錳具有粒度分布均勻、純度高、鐵和錳元素達(dá)到原子級均勻分布等優(yōu)點，是制備磷酸鐵錳鋰電池材料的最佳前驅(qū)體。
【專利說明】一種電池級磷酸鐵錳及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于新能源材料領(lǐng)域，特別是通過水熱法條件下的氧化-共沉淀工藝制備電池級磷酸鐵錳，它是制備磷酸鐵錳鋰正極材料最佳的前驅(qū)體。

【背景技術(shù)】
[0002]磷酸鐵鋰電池以其高安全、無污染、長壽命等特點已經(jīng)廣泛應(yīng)用于新能源汽車、規(guī)模儲能等領(lǐng)域。與鈷酸鋰、錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰等電池材料相比，橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰具有安全、循環(huán)壽命長、廉價等優(yōu)點而被關(guān)注，采用磷酸鐵鋰動力電池的新能源汽車已經(jīng)大行其道，得到政府的資金補助在各大城市被大力推廣。風(fēng)光發(fā)電儲能、通信基站的備用電源目前也逐漸采用性能更優(yōu)的磷酸鐵鋰儲能電池，而不再使用鉛酸蓄電池。
[0003]但磷酸鐵鋰電池電壓僅為3.2V，能量密度僅為80_120Wh/kg，嚴(yán)重影響了搭載磷酸鐵鋰電池的汽車?yán)m(xù)航里程。新能源汽車由于空間小，對能量密度要求高，單位體積和單位重量的電池放出的電量越多，充一次電行駛的里程越長。為此很多動力電池轉(zhuǎn)向能量密度更高的鎳鈷錳酸鋰或鎳鈷鋁酸鋰電池，但這些電池存在嚴(yán)重的安全性問題而限制其應(yīng)用。磷酸鐵鋰材料的安全性得益于其穩(wěn)定的橄欖石結(jié)構(gòu)。為此研宄者在磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)上開發(fā)了磷酸錳鋰、磷酸鈷鋰、磷酸鐵錳鋰等磷酸鹽體系電池材料。
[0004]磷酸鐵錳鋰電池材料目前得到廣泛關(guān)注和研宄。它具有與磷酸鐵鋰相同的比容量(170mAh/g)，但具有更高的放電電壓(3.9?4.0V, vs.Li )，能量密度在磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)上提高了 20%。磷酸鐵錳鋰有望取代磷酸鐵鋰而成為新的動力和儲能鋰電池首選正極材料。
[0005]但目前磷酸鐵錳鋰的合成方法均是采用鋰源、鐵源、錳源、磷源進(jìn)行混合、研磨、焙燒的工藝，或者采用先制備前驅(qū)體的方法，如
【發(fā)明者】楊志寬 申請人:楊志寬