科创中国

本发明公开一种磷酸锰铁锂前驱体及其制备方法和应用。制备方法包括：将二价铁源和二价锰源溶于水中，得混合溶液A，调节温度至5～25℃；将过氧化氢和磷源加入水中使过氧化氢的质量分数为1％～10％，调节溶液pH值至6.0～7.0，溶液温度至5～25℃，得混合溶液B；将混合溶液B加入混合溶液A中，得混合浆料C，抽滤洗涤得第一滤饼；将第一滤饼分散于水中形成混合浆料D，搅拌并调节pH为1.5～2.5，升温并保温使其晶化，抽滤洗涤得第二滤饼；烘干、粉碎后煅烧。本发明制备的前驱体铁、锰和磷均匀分布，铁和锰均为三价且纯度高，使用该前驱体制备磷酸锰铁锂仅需与锂源进行配比，简化了生产工艺，提高产品的一致性和电性能。

1.一种磷酸锰铁锂前驱体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1)将二价铁源和二价锰源溶于水中，得到混合溶液A，调节混合溶液A的温度至5～25℃； (2)将过氧化氢和磷源加入到水中使过氧化氢的质量分数为1％～10％，再调节溶液pH值至6.0～7.0，调节溶液温度至5～25℃，得到混合溶液B； (3)将步骤(2)中的混合溶液B加入步骤(1)中的混合溶液A中，得到混合浆料C，抽滤洗涤得到第一滤饼； (4)将第一滤饼分散于水中形成混合浆料D，搅拌并调节混合浆料D的pH为1.5～2.5，升温并保温使其晶化，抽滤洗涤得到第二滤饼； (5)将步骤(4)中的第二滤饼烘干、粉碎后再煅烧即得到所述磷酸锰铁锂前驱体。 2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述二价铁源为水溶性二价铁源，选自硫酸亚铁、醋酸亚铁、草酸亚铁、硝酸亚铁和氯化亚铁中的一种或多种； 优选地，步骤(1)中，所述二价锰源为水溶性二价锰源，选自硫酸亚锰、醋酸亚锰、草酸亚锰、硝酸亚锰和氯化亚锰中的一种或多种；

磷酸锰铁锂正极材料兼具磷酸铁锂的循环性能好、安全性高、成本低以及磷酸锰锂的电压平台高、能量密度大的特点。相比现在商业化的磷酸铁锂，磷酸锰铁锂能量密度和功率密度可提升10～20％，被认为是最具潜力可替代磷酸铁锂的下一代正极材料之一。传统的磷酸锰铁锂固相法合成工艺是分别称取锂源、锰源、铁源、磷源和碳源再混合后再进行烧结，原材料种类繁多导致生产工艺复杂和砂磨/球磨效率降低。稍好的一种固相法工艺是采用磷酸铁(Ⅲ)和磷酸锰(Ⅲ)作为前驱体与锂源和碳源进行混合，但在混合时铁元素和锰元素仍存在局部不均一的问题，且磷酸锰(Ⅲ)的合成较为困难，产物容易出现Mn4+的杂质。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

技术方案具有如下优点或者有益效果：

(1)本发明通过调节过氧化氢与磷源混合溶液的pH值、温度等条件，得到含磷源的具有合适氧化能力的过氧化氢的溶液，并加入二价铁源和二价锰源的混合溶液，使二价铁和二价锰被氧化成三价，本发明还可进一步通过控制该溶液的加入速率，使该溶液加入后立刻在局部形成稳定的磷酸盐沉淀，防止Mn3+歧化成Mn4+

和Mn2+；

(2)本发明提供的制备方法可以实现铁、锰和磷元素均匀分布在磷酸锰铁锂前驱体中，并且可以有效抑制Mn4+杂质的产生，提高了制备的磷酸铁锰前驱体的纯度；

(3)本发明提供的磷酸锰铁锂前驱体在制备磷酸锰铁锂时仅需与锂源进行配比，简化了生产工艺、提高产品纯度、一致性和电性能。

技术合作

对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。