单分散纳米橄榄石型锰基磷酸盐正极材料的制备方法及其锂离子二次电池

摘要

一种单分散纳米橄榄石型锰基磷酸盐正极材料的制备方法及其锂离子二次电池，步骤为：将锂源化合物，锰源化合物、磷源化合物及掺杂元素的化合物分散于水和有机溶剂的混合溶剂中，控制混合溶剂中有机溶剂与水的体积比在0-5∶1，在反应器中进行混合溶剂热反应，反应温度为120-230℃，反应压力为0.2-30Mpa，反应时间为1分钟～24小时，最后得到单分散纳米橄榄石型锰基磷酸盐颗粒正极材料，本发明还公开了以上相关的锂离子二次电池。本发明采用混合溶剂热的方法制备具有棒状和片状形貌的单分散磷酸铁锂纳米材料，结晶性好，尺寸均一，形貌可控，且分散性好；以该材料作为锂离子电池正极活性材料时电池的放电电压平台高，比容量大。

主权项

一种单分散纳米橄榄石型锰基磷酸盐正极材料的制备方法，其特征在于：将锂源化合物，锰源化合物、磷源化合物及需要掺杂情况下掺杂元素的化合物分散于水和有机溶剂的混合溶剂中，所述的有机溶剂为乙二醇、二甘醇、三甘醇、四甘醇、聚乙二醇、甘油或丁三醇中的一种或多种，控制混合溶剂中有机溶剂与水的体积比在1‑4∶1，在反应器中进行混合溶剂热反应，反应温度为120‑230℃，反应压力为0.2‑30Mpa，反应时间为1分钟～24小时，最后得到单分散纳米橄榄石型锰基磷酸盐颗粒正极材料，其化学式为Li_xMn_yM_1‑yPO₄，0.8≤x≤1.2，0.5≤y≤1.0，M是Co、Sn、V、W、La、Ce、Y中的至少一种金属元素，所述的单分散纳米橄榄石型锰基磷酸盐颗粒的三维尺寸中的任意一维均小于1微米，且至少有一维的尺寸控制在100纳米以下；所述的锂源化合物为氢氧化锂、氯化锂、硫酸锂、硝酸锂、磷酸二氢锂、磷酸氢二锂、碳酸锂、醋酸锂中的一种或几种；所述的锰源化合物为硫酸锰、硝酸锰、乙酸锰、氯化锰中的一种或几种；所述的磷源化合物为磷酸、磷酸二氢锂、磷酸氢二锂、磷酸铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵中的一种或几种；且所述的掺杂元素的化合物为上述金属元素的可溶性盐类化合物，并使所述的锰源化合物与含掺杂元素的化合物的摩尔比为1∶0‑1；所述的锂源化合物与锰源化合物的摩尔比为0.8‑4∶1；所述的锂源化合物与磷源化合物中含有的磷元素的总的物质的量与锰源化合物和含掺杂元素的化合物的总的物质的量之比为1∶1；所述的纳米橄榄石型锰基磷酸盐颗粒还进行碳包覆改性。