一种钇铁氟掺杂磷酸锰锂-碳复合正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种钇铁氟掺杂磷酸锰锂-碳复合正极材料的制备方法，该钇铁氟掺杂磷酸锰锂的化学式为LiMn_1-x-yFe_xY_yP_1-zF_zO₄，其中：x=0.2-0.3，y=0.01-0.025，z=0.05-0.15。该方法包括如下步骤：（1）制备钇铁氟掺杂的磷酸锰锂；（2）制备导电碳分散液；将镱镁掺杂的磷酸锰锂前驱体与上述导电碳分散液混合得到混合料，球磨，干燥后，置于氩气和乙炔的混合气氛中，烧结，得到钇铁氟掺杂磷酸锰锂-碳复合正极材料。本发明制备的镱镁掺杂磷酸锰锂-碳复合正极材料，先将磷酸锰锂复合材料掺杂稀土元素Y和过渡元素Fe替换部分Mn、以及掺杂F来替代部分P来改性以提高电子导电率和物质活性，然后在其表面包覆炭黑和碳纳米管混合碳包覆网络，进一步提高其导电性能和循环稳定性。

主权项

一种钇铁氟掺杂磷酸锰锂‑碳复合正极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：(1)制备钇铁氟掺杂的磷酸锰锂该钇铁氟掺杂磷酸锰锂的化学式为LiMn_1‑x‑yFe_xY_yP_1‑zF_zO₄，其中：x＝0.2‑0.3，y＝0.01‑0.025，z＝0.05‑0.15，按照上述化学式中的Li、Mn、Fe、Y、P、F的摩尔量称取碳酸锂、乙酸锰、柠檬酸亚铁、硝酸钇、磷酸、氟化铵，以适量的乙醇为分散介质，加入与碳酸锂的摩尔比为1:1‑2的络合剂柠檬酸和与草酸锂的质量比为0.1‑0.15：1的果糖，使用超声设备分散2‑3h，得到混合物，将混合物进行喷雾干燥，得到前驱体粉末，将前驱体粉末在还原性气氛下吹扫10‑20min，然后升温至600‑700℃，并恒温5‑7h，然后自然冷却，得到钇铁氟掺杂的磷酸锰锂；(2)碳包覆将质量比为1:2‑3的导电炭黑和碳纳米管混合后形成碳混合物，按碳混合物与乙二醇按1∶2‑3的重量比，将碳混合物超声分散到乙二醇中，形成导电碳分散液；将钇铁氟掺杂的磷酸锰锂前驱体与上述导电碳分散液按照钇铁氟掺杂的磷酸锰锂与导电碳混合物重量比100∶6‑8的比例混合得到混合料，将混合料在行星球磨机中以转速400‑500r/min球磨8‑10h；将球磨后的物质干燥后，置于氩气和乙炔的混合气氛中，其中氩气和乙炔的体积比为10:1‑2，在回转炉中于800‑850℃温度下焙烧10‑12h，得到钇铁氟掺杂磷酸锰锂‑碳复合正极材料。