3D微纳结构LiMn1-xFexPO4/C材料及其制备方法和应用
成果类型:: 发明专利
发布时间: 2023-03-30 13:49:00
一种3D微纳结构LiMn FePO/C材1‑x x 4料的制备方法,包括以下步骤:1)以乙醇为溶剂,取适量十二烷基硫酸钠溶于其中,得溶液1,取适量二价锰盐、三价铁盐溶于溶液1,得溶液2,向溶液2中加入适量浓HPO,室温下搅拌,得溶液3;2)将溶液3在150~190℃条件下充分反应,分离反应所得沉淀物,洗涤、干燥后,得浅灰绿色的固体物1;3)将固体物1与适量固体PEG研磨混合均匀,在氩气气氛下经450~540 ℃预处理产物结晶度高,在高倍率充放电条件下表现出了优异的电化学性能,并且产物中不含锰、铁、锂之外的其它掺杂金属元素,制备过程中所用到的原料种类较少,制备工艺流程较为简短,具有较好的工业化生产应用前景。
锂离子电池的正极材料很大程度上决定了动力用锂离子电池的性能,其成本占到了电池总成本的40%左右。现有的锂离子电池正极材料中,LiMnPO的能量密度比LiFePO高约20%,且正好处于现有电解液体系的稳定电化学窗口,与商品化LiCoO的电压接近,有望替代昂贵的LiCoO,然而橄榄石结构的LiMnPO电导率和锂离子扩散速率较低,导致其功率密度偏低,加之现有的LiMnPO合成方法大多采用包覆、掺杂、缩小粒径、定向生长等方法,这些方法或成本较高、或步骤复杂。此外,上述方法制备的纳米级别的电极材料虽然可以获得良好的高倍率性能,但振实密度偏低;而微米级别的电极材料虽然能获得较高的振实密度,但高倍率性能相对不理想。以上缺陷的存在阻碍了磷酸锰锂正极材料的工业化生产和应用。
中国专利文献CN113942990A公开了一种磷酸锰铁锂正极材料及制备该材料的方法,其是以锰源、铁源、掺杂金属源(M源)、磷源、氨源、络合剂和碳源共沉淀反应生成(NH4)Mn FeMPO4·H2O/ C前驱体,之后再将(NH4)Mn FeMPO4·H2O/ C前驱体与锂源、第1‑x‑y x y 1‑x‑y x y′ ’二碳源、M源和N源混合煅烧,得到表达式为LiMn FeMM (PO) N/C的磷酸锰铁锂i 1‑x‑y‑z x y z 4 1‑n n正极材料。该方法通过二次掺杂和二次碳包覆,所得产物具有由一次颗粒形成的二次球颗粒形貌,表现出了较佳的电化学性能,但是制备工艺偏复杂。本发明的目的之一是通过更加简单的工艺步骤来制备具有良好电化学性能的3D微纳结构LiMn FePO/C材料。
本技术具有较强的财务盈利能力,其财务净现值良好,投资回收期合理。综上所述,技术的经济和社会效益客观,技术的投产将改善优化当地产业结构,实现高质量发展的目标。技术转让,许可,合作所需资金需双方协商,此项技术想尽快落地保定,希望具备此项技术研发的技术方,能够尽快承接次项目。