本發(fā)明屬于新型化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域，特別涉及一種磷酸錳鐵鋰材料的制備方法。

背景技術(shù)：

磷酸鐵鋰是一種廣泛使用的動(dòng)力電池正極材料，因?yàn)槠浒踩院煤脱h(huán)壽命長(zhǎng)而得到電動(dòng)汽車市場(chǎng)的青睞，但是其工作電壓低，F(xiàn)e³⁺/Fe²⁺相對(duì)于Li⁺/Li的電位僅為3.4V，使得磷酸鐵鋰材料的比能量低，從一定程度上限制了其發(fā)展。

磷酸錳鋰具有磷酸鐵鋰材料類似的結(jié)構(gòu)，但是其工作電壓較高，F(xiàn)e³⁺/Fe²⁺相對(duì)于Li⁺/Li的電位為4.1V，使得磷酸錳鋰材料的比能量較高，但是磷酸錳鋰的導(dǎo)電性極差，限制了其發(fā)展應(yīng)用。

磷酸錳鐵鋰綜合了上述兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，既具有4V級(jí)容量，又具有良好的導(dǎo)電性。由于磷酸錳鐵鋰材料的高比能量及其他優(yōu)勢(shì)，正成為新一代動(dòng)力電池的潛在應(yīng)用材料。

本發(fā)明公開了一種磷酸錳鐵鋰材料的制備方法，能夠制備和電性能好的磷酸錳鐵鋰材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種磷酸錳鐵鋰材料的制備方法，首先合成磷酸錳鐵，然后與磷酸二氫鋰和碳酸鋰的混合物反應(yīng)。加含碳有機(jī)物混合研磨后噴霧干燥，干燥后粉末在氮?dú)獾葰夥障聼Y(jié)，得到磷酸錳鐵鋰材料。

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)目的的技術(shù)方案是：

一種磷酸錳鐵鋰材料制備方法，其制備步驟是：

(1)把分析純的磷酸亞錳、磷酸亞鐵、磷酸二氫鋰和碳酸鋰按摩爾比(0.8～0.9)∶(0.2～0.1)∶1∶1的比例加入水熱反應(yīng)釜中，加入去離子水溶解；

(2)將反應(yīng)釜加熱到180℃保持12小時(shí)，然后降溫至室溫，取出全部物料，105℃鼓風(fēng)干燥成為塊狀；

(3)在塊狀物中加入5％含碳有機(jī)物和適量無水乙醇，混合砂磨至100～300nm，取出，然后噴霧干燥，成為2～10μm左右顆粒。

(4)將顆粒在氮?dú)獾榷栊詺夥障聼Y(jié)，以5℃/min的速度升溫到700℃～800℃，保持5小時(shí)，自然降溫至室溫，取出，得到磷酸錳鐵鋰。

所述的含碳有機(jī)物是葡萄糖、PVA中的一種或兩種的混合物。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，下述實(shí)施例是說明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

(1)把165.17g Mn₃(PO₄)₂·3H₂O(天津福晨化學(xué)試劑廠，純度99％)、50.67g Fe₃(PO₄)₂·8H₂O(天津盛奧化學(xué)試劑廠，純度99％)、52.49g LiH₂PO₄、37.32g Li₂CO₃(上海中鋰實(shí)業(yè)有限公司，純度99％)加入水熱反應(yīng)釜中，加入1000g去離子水溶解；

(2)將反應(yīng)釜加熱到180℃保持12小時(shí)，然后降溫至室溫，取出全部物料，105℃鼓風(fēng)干燥成為塊狀；

(3)在塊狀物中加入12g無水葡萄糖和200ml無水乙醇，混合砂磨至100～300nm，取出，然后噴霧干燥，成為2～10μm左右顆粒。

(4)將顆粒在高純氮?dú)庀聼Y(jié)，以5℃/min的速度升溫到700℃～800℃，保持5小時(shí)，自然降溫至室溫，取出，得到磷酸錳鐵鋰。

測(cè)試制備的磷酸錳鐵鋰材料，以金屬鋰為負(fù)極，該材料在0.1C放電倍率下，克容量為158mAh/g。

實(shí)施例2

(1)把185.82g Mn₃(PO₄)₂·3H₂O(天津福晨化學(xué)試劑廠，純度99％)、25.35g Fe₃(PO₄)₂·8H₂O(天津盛奧化學(xué)試劑廠，純度99％)、52.49g LiH₂PO₄、37.32g Li₂CO₃(上海中鋰實(shí)業(yè)有限公司，純度99％)加入水熱反應(yīng)釜中，加入1100g去離子水溶解；

(2)將反應(yīng)釜加熱到180℃保持12小時(shí)，然后降溫至室溫，取出全部物料，105℃鼓風(fēng)干燥成為塊狀；

(3)在塊狀物中加入6g PVA和200ml無水乙醇，混合砂磨至100～300nm，取出，然后噴霧干燥，成為2～10μm左右顆粒。

(4)將顆粒在高純氮?dú)庀聼Y(jié)，以5℃/min的速度升溫到700℃～800℃，保持5小時(shí)，自然降溫至室溫，取出，得到磷酸錳鐵鋰。

測(cè)試制備的磷酸錳鐵鋰材料，以金屬鋰為負(fù)極，該材料在0.1C放電倍率下，克容量為160mAh/g。