【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰離子電池，具體而言，涉及一種氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰及其制備方法和應用。
技術介紹
1、鋰離子電池擁有較高的能量密度，即在相同重量或體積下，它能夠存儲更多的能量，這使得鋰離子電池非常適合應用在需要長時間供電但又受限于重量或體積的設備中，如智能手機、筆記本電腦和電動汽車等。鋰離子電池的正極材料是電池不可或缺的功能結構單元，直接影響著鋰離子電池的性能。
2、磷酸錳鐵鋰(lmfp)作為一種新型的鋰離子電池正極材料，其與傳統的磷酸鐵鋰(lfp)相比，磷酸錳鐵鋰引入了錳元素，能夠提供更高的電壓平臺(約4.1v)，從而提高了電池的能量密度。但磷酸錳鐵鋰電子電導率比磷酸鐵鋰低兩個數量級，這會導致電子傳輸過程較慢，影響充放電速率和整體電化學性能，因此通常會在磷酸錳鐵鋰表面元素摻雜或表面碳包覆等手段以提高其電導率。
3、碳包覆層具有良好的導電性，能夠為電子提供快速傳輸的通道，有助于提高材料內部的電子傳輸效率，減少電池充放電過程中的極化，提升電池的整體性能。但是，磷酸錳鐵鋰材料與碳層親和力較差，在長期循環過程中可能導致碳層無法緊密地附著在磷酸錳鐵鋰材料表面，從而在電池充放電過程中，由于體積的膨脹或收縮，碳層容易脫落或產生裂紋。
4、鑒于此，特提出本專利技術。
技術實現思路
1、本專利技術的第一目的在于提供一種氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，用于改善現有磷酸錳鐵鋰正極材料所存在的電子導電率低，以及當采用碳包覆改性時穩定性不足的缺陷。
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3、本專利技術的第三目的在于提供一種鋰離子電池。
4、本專利技術的第四目的在于提供一種用電設備。
5、為了實現本專利技術的上述目的，特采用以下技術方案：
6、一種氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，包括如下步驟：
7、(1)將包含磷源、鋰源、鐵源和錳源的溶液混合研磨，得到第一物料；
8、(2)向所述第一物料中加入分散劑，混合研磨，得到第二物料；
9、(3)將所述第二物料依次進行噴霧干燥、燒結和破碎，得到磷酸錳鐵鋰正極材料；
10、其中，所述分散劑包括殼聚糖、聚乙烯吡咯烷酮或聚乙烯亞胺中的至少一種。
11、一種磷酸錳鐵鋰，根據所述的氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法制得。
12、一種鋰離子電池，包括所述的磷酸錳鐵鋰。
13、一種用電設備，包括所述的鋰離子電池。
14、與現有技術相比，本專利技術的有益效果為：
15、本專利技術提供了一種兼具氮摻雜和碳包覆的改性方式的磷酸錳鐵鋰的制備方法，通過引入特定種類的有機分散劑：(1)分散劑吸附在磷酸錳鐵鋰顆粒表面并形成一層保護膜，阻止顆粒之間的直接接觸，避免團聚現象的發生；同時，引入分散劑使得研磨過程中漿料粘度降低，起到提高分散性的作用，使噴霧造粒過程中顆粒更均勻；(2)分散劑作為碳源和氮源，使前驅體經過高溫燒結后同時實現氮摻雜和碳包覆，有效改善磷酸錳鐵鋰材料的導電性和穩定性，提升其電化學性能；具體而言，氮原子通過c-n鍵在碳晶格中產生缺陷和額外的電子態，增加碳層的載流子濃度和電子遷移率，使電子傳輸更加順暢，降低阻抗，提高磷酸錳鐵鋰材料與碳層親和力，達到改善電性能的目的；(3)分散劑通過調節磷酸鐵鋰顆粒表面的電荷分布，使顆粒之間產生靜電斥力，從而增強分散穩定性；(4)通過在第二次研磨前加入有機分散劑，可以大幅度提高漿料的固含量，進而有效減短研磨所需要的時間，提高單位時間內的生產量進而達到提高生產效率、降低能耗的效果，從而降低生產成本。
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1.一種氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述磷源包括磷酸、磷酸二氫鋰、磷酸二氫銨或磷酸氫二銨中的至少一種；
3.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，其特征在于，在所述第一物料中，磷、鋰、鐵和錳的摩爾比為1：1：(0.3～0.7)：(0.3～0.7)。
4.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述第一物料的粒徑為0.8μm～1.8μm；
5.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述殼聚糖的分子量為5000～10000；
6.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述噴霧干燥的進風溫度為200℃～260℃，出風溫度為85℃～100℃。
7.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述燒結的溫度為600℃～790℃，所述燒結的保溫時間為7h～12h；
8.如權利
9.一種鋰離子電池，其特征在于，包括如權利要求8所述的磷酸錳鐵鋰。
10.一種用電設備，其特征在于，包括如權利要求9所述的鋰離子電池。
...【技術特征摘要】
1.一種氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述磷源包括磷酸、磷酸二氫鋰、磷酸二氫銨或磷酸氫二銨中的至少一種；
3.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，其特征在于，在所述第一物料中，磷、鋰、鐵和錳的摩爾比為1：1：(0.3～0.7)：(0.3～0.7)。
4.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述第一物料的粒徑為0.8μm～1.8μm；
5.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包覆型磷酸錳鐵鋰的制備方法，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：閆明，李文雅，楊華，郜燁苗，劉翠俠，李琳，徐夢圓，
申請(專利權)人：河南佰利新能源材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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