一种钕镍硼掺杂磷酸锰锂复合正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种钕镍硼掺杂磷酸锰锂复合正极材料的制备方法，该钕镍硼掺杂磷酸锰锂的化学式为LiMn_1-x-yNi_xNd_yP_1-zB_zO₄，其中：x=0.15-0.2，y=0.025-0.04，z=0.07-0.13。该方法包括如下步骤：（1）制备前驱体Mn_1-x-yNi_xNd_yP_1-zB_zO₄；（2）将上述前驱体和上述草酸锂置于球磨机中加入球磨介质丙酮，球磨，烘干，预烧；（3）将预烧产物和葡萄糖机械混合，机械混合均匀后，二次球磨，二次煅烧得到产品。本发明制备的钕镍硼掺杂磷酸锰锂-碳复合正极材料，先将磷酸锰锂复合材料掺杂稀土元素Nd和金属元素Ni替换部分Mn、并掺杂B来替代部分P来改性以提高电子迁移速率和物质活性，然后在其表面形成碳包覆网络。

主权项

一种钕镍硼掺杂磷酸锰锂复合正极材料的制备方法，该方法包括如下步骤：（1）制备前驱体该钕镍硼掺杂磷酸锰锂的化学式为LiMn_1‑x‑yNi_xNd_yP_1‑zB_zO₄，其中：x=0.15‑0.2，y=0.025‑0.04，z=0.07‑0.13，按照上述化学式中的Li、Mn、Ni、Nd、P、B的摩尔量称取草酸锂、氯化锰、硫酸亚铁、硝酸钕、磷酸、硼酸；将上述氯化锰、硫酸亚铁溶于去离子水形成浓度为1‑ymol/L金属盐溶液，将上述的磷酸和硼酸溶于去离子水形成浓度为1mol/L的酸溶液，将上述金属盐溶液和酸溶液同时滴加至反应釜中，滴加速度分别为0.5‑1mL/s，加热反应釜至60‑70℃，以500‑800r/min的速度搅拌，向所述反应釜中滴加NH₃·H₂O溶液调节pH值为5‑7，反应后得到Mn_1‑x‑yNi_xP_1‑zB_zO₄；将上述硝酸钕溶于去离子水中得到浓度为ymol/L的硝酸钕溶液，以0.5‑1mL/s的滴加速度向所述反应釜中滴加所述硝酸钕溶液，加热反应釜至60‑70℃，以600‑900r/min的速度搅拌，向所述反应釜中滴加NH₃·H₂O溶液调节pH值为5‑7，反应后，洗涤、干燥后得到前驱体Mn_1‑x‑yNi_xNd_yP_1‑zB_zO₄；（2）预烧结将上述前驱体和上述草酸锂置于球磨机中加入球磨介质丙酮，球磨3‑6h后，烘干，置于氩气气氛中预烧6‑8h，预烧温度为600‑700℃，冷却，得到预烧产物；（3）碳包覆将上述预烧产物和葡萄糖机械混合，其中葡萄糖的质量为上述预烧产物质量的10‑15wt%，机械混合均匀后，将混合物置于球磨机中，进行二次球磨，球磨时间为4‑6h，得到均匀粉体，置于氩气气氛中于750‑850℃下二次煅烧10‑12h，得到产品。