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CN115159491A - 一种高安全高容量磷酸锰铁锂的制备方法 - Google Patents

一种高安全高容量磷酸锰铁锂的制备方法 Download PDF

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CN115159491A CN202210935979.6A CN202210935979A CN115159491A CN 115159491 A CN115159491 A CN 115159491A CN 202210935979 A CN202210935979 A CN 202210935979A CN 115159491 A CN115159491 A CN 115159491A
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祁洪福
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Hubei RT Advanced Materials Co Ltd
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Abstract

本发明属于锂电池正极材料技术领域，公开了一种高安全高容量磷酸锰铁锂的制备方法，包括如下步骤：(1)通过共沉淀法合成磷酸亚铁前驱体，进行烧结得到无水磷酸亚铁前驱体；(2)通过共沉淀法合成磷酸亚锰前驱体，进行烧结得到无水磷酸亚锰前驱体；(3)将无水磷酸亚铁前驱体加入磷酸锂和去离子水，经过球磨和湿法砂磨，得到浆料A；(4)将无水磷酸亚锰前驱体加入磷酸锂、有机碳源、分散剂、掺杂剂和去离子水，经过球磨和湿法砂磨，得到浆料B；(5)将浆料A和浆料B混合，进行球磨、喷雾干燥、烧结和气流粉碎，得到高安全高容量磷酸锰铁锂。本发明增加了浆料的稳定性，缓解了团聚，制备的材料具有更高的容量和安全性。

Description

一种高安全高容量磷酸锰铁锂的制备方法
技术领域
本发明属于锂电池正极材料技术领域，具体涉及一种高安全高容量磷酸锰铁锂的制备方法。
背景技术
目前新型锂电池正极材料围绕高电压平台和锰基材料开展，在其分支体系中最早商业化的是磷酸锰铁锂。相比磷酸铁锂，锰高电压的特性使得磷酸锰铁锂具有更高的电压平台，这也导致了在比容量相同时其具有更高的能量密度，在相同条件下能量密度比磷酸铁锂高出 13％-23％。
磷酸锰铁锂自身也存在性能缺陷。目前磷酸铁锂工艺较成熟，安全稳定性来说更好；目前磷酸锰铁锂工艺性能不佳，反应过程复杂，在制备过程中，二价锰和二价铁存在氧化还原的可能性，最终生成的磷酸锰铁锂成品物相均一性差；由于结构没有连续的共棱八面体网络，限制了锂离子在一维通道中的运动，导致材料导电性差。
发明内容
为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种高安全高容量磷酸锰铁锂材料。所述高安全高容量磷酸锰铁锂材料物相更加均一，浆料稳定性更强，并且进一步提高了材料的容量和压实。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种高安全高容量磷酸锰铁锂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将铁源、磷源、防氧化剂混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚铁前驱体；将所得磷酸亚铁前驱进行烧结，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚铁前驱体；
(2)将锰源、磷源、防氧化剂混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚锰前驱体；将所得磷酸亚锰前驱体进行烧结，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚锰前驱体；
(3)将步骤(1)中所得无水磷酸亚铁前驱体加入磷酸锂和去离子水，经过球磨和湿法砂磨，得到浆料A；
(4)将步骤(2)中所得无水磷酸亚锰前驱体加入磷酸锂、有机碳源、分散剂、掺杂剂和去离子水，经过球磨和湿法砂磨，得到浆料 B；
(5)将步骤(3)和步骤(4)中所得浆料A和浆料B混合，进行球磨、喷雾干燥、烧结和气流粉碎，得到所述一种高安全高容量磷酸锰铁锂。
优选的，步骤(1)中，所述铁源为硫酸亚铁；磷源为选自磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种或多种；防氧化剂为抗坏血酸；磷酸亚铁前驱体化学式为Fe3(PO4)2·8H2O；所述烧结在箱式炉中进行，烧结温度为3533333℃，烧结时间为135h，烧结气氛为氮气。
优选的，步骤(2)中，所述锰源为硫酸亚锰；磷源为选自磷酸、磷酸二氢铵和磷酸氢二铵中的一种或多种；防氧化剂为抗坏血酸；磷酸亚锰前驱体化学式为Mn3(PO4)2·7H2O；所述烧结在箱式炉中进行，烧结温度为3533333℃，烧结时间为135h，烧结气氛为氮气。
优选的，步骤(3)中，所述浆料A中摩尔比Fe/P＝3.95833.998，摩尔比Li/Fe＝1.32531.355；所述湿法砂磨中，控制浆料A粒度 D53＝3.3333.33um。
优选的，步骤(4)中，所述浆料B中摩尔比Mn/P＝3.95833.998，摩尔比Li/Mn＝1.32531.355；所述湿法砂磨中，控制浆料B粒度 D53＝3.2333.53um。
优选的，步骤(4)中，所述有机碳源为葡萄糖和聚乙二醇的混合物，葡萄糖的加入量为无水磷酸亚锰前驱体质量的5313wt％，聚乙二醇的加入量为无水磷酸亚锰前驱体质量的135wt％；所述掺杂剂为选自二氧化钛、偏钒酸铵、五氧化二铌中的一种或多种，加入的量为无水磷酸亚锰前驱体质量的332.5wt％；所述分散剂为选自阴离子聚丙烯酸酯分散剂TC138、非离子型聚合物TC311和非离子型聚合物 TC28中的一种或多种，加入量为葡萄糖加入量的5313wt％。
优选的，步骤(5)中，所述球磨在球磨机中进行，球磨时间33333 分钟；所述喷雾干燥在氮气气氛下进行，控制进风温度为1833243℃，出风温度为833123℃；所述烧结在箱式炉中进行，烧结温度为 3333833℃，烧结时间为8323h，烧结气氛为氮气；所述气流粉碎中，最终粉碎得到的一种高安全高容量磷酸锰铁锂控制粒径D13≥3.33um， D53＝3.831.8um，D93≤18um。
本发明还要求保护所述方法制备得到的一种高安全高容量磷酸锰铁锂材料。
本发明还要求保护所述一种高安全高容量磷酸锰铁锂在锂电池正极材料中的应用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明所述的磷酸亚铁前驱体和磷酸亚锰前驱体，减少了烧结工艺中将三价铁和三价锰还原成二价铁和二价锰的过程，避免了物相反应杂质的生成；烧结和喷雾干燥在氮气气氛下进行，进一步防止二价铁和二价锰的氧化。
2、本发明在生产过程中使用分散剂，保证铁和锰不被氧化的同时，可使得成品物相纯，不团聚；在高温碳化过程中，会分解生成有机小分子物质，与碳源有协同作用，有利于正极材料的造孔并且控制晶粒形貌抑制晶粒长大，缓解团聚。
3、本发明将葡萄糖和聚乙二醇作为主碳源的基础上，通过添加分散剂润湿无机颗粒表面，降低了浆料粘度得到良好的分散性，有利于提高材料的固含量和浆料的稳定性。
4、本发明通过控制前驱体不同的砂磨粒度，使粒度大的磷酸亚铁前驱体和粒度小的磷酸亚锰前驱体混合均匀，既降低了砂磨的时间，提升研磨效率，又保证了物料的混合，进一步提高了容量和压实。
附图说明
图1为实施例1中制备样品的SEM图；
图2为实施例2中制备样品的SEM图；
图3为实施例3中制备样品的SEM图；
图4为实施例4中制备样品的SEM图；
图5为对比例1中制备样品的SEM图；
图6为对比例2中制备样品的SEM图；
图7为实施例1中制备样品的XRD图；
图8为对比例1中制备样品的XRD图；
图9为实施例1中制备样品的扣电半电池充放电曲线；
图10为实施例2中制备样品的扣电半电池充放电曲线；
图11为实施例3中制备样品的扣电半电池充放电曲线；
图12为实施例4中制备样品的扣电半电池充放电曲线；
图13为对比例1中制备样品的扣电半电池充放电曲线；
图14为对比例2中制备样品的扣电半电池充放电曲线。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚，以下结合实施例，对本发明作进一步的详细说明。当然，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。
如无特殊说明外，本发明中的化学试剂和材料均通过市场途径购买或通过市场途径购买的原料合成，所述分散剂阴离子聚丙烯酸酯分散剂TC138、非离子型聚合物TC311和非离子型聚合物TC28在克莱恩厂家采购。
实施例1
一种高安全高容量磷酸锰铁锂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将硫酸亚铁778g、磷酸二氢铵193g、磷酸13g、抗坏血酸 13g混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚铁前驱体；将所得磷酸亚锰前驱体置于箱式炉中氮气气氛下进行烧结，烧结温度433℃，烧结时间5h，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚铁前驱体433g；
(2)将硫酸亚锰1333g、磷酸273g、抗坏血酸13g混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚锰前驱体；将所得磷酸亚锰前驱体置于箱式炉中氮气气氛下进行烧结，烧结温度433℃，烧结时间5h，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚锰前驱体545g；
(3)将步骤(1)中所得无水磷酸亚铁前驱体533g加入磷酸锂 123.3g和去离子水1133g，经过球磨和湿法砂磨，得到粒度 D53＝3.55um的浆料A；
(4)将步骤(2)中所得无水磷酸亚锰前驱体545g加入磷酸锂 185.4g、葡萄糖33g、聚乙二醇53g、阴离子聚丙烯酸酯分散剂TC138 质量8g、偏钒酸铵7.71g和去离子水1133g，经过球磨和湿法砂磨，得到粒度D53＝3.35um的浆料B；
(5)将步骤(3)和步骤(4)中所得浆料A和浆料B混合，使用球磨机球磨33分钟；喷雾干燥在氮气气氛下进行，控制进风温度 223℃，出风温度133℃；置于箱式炉中氮气气氛下753℃烧结15小时，炉内压力为53Pa，升温前先通3小时以上氮气，升温速率控制为2℃/min，烧结完随炉自然降温至53℃；进行气流粉碎，控制粒径 D13＝3.43um，D53＝1.3um，D93＝13um，得到一种高安全高容量的磷酸锰铁锂。
实施例2
一种高安全高容量磷酸锰铁锂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将硫酸亚铁972g、磷酸氢二铵243g、磷酸23g、抗坏血酸 13g混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚铁前驱体；将所得磷酸亚锰前驱体置于箱式炉中氮气气氛下进行烧结，烧结温度453℃，烧结时间4h，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚铁前驱体533g；
(2)将硫酸亚锰888g、磷酸243g、抗坏血酸13g混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚锰前驱体；将所得磷酸亚锰前驱体置于箱式炉中氮气气氛下进行烧结，烧结温度453℃，烧结时间4h，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚锰前驱体455g；
(3)将步骤(1)中所得无水磷酸亚铁前驱体533g加入磷酸锂 154.5g和去离子水1133g，经过球磨和湿法砂磨，得到粒度 D53＝3.35um的浆料A；
(4)将步骤(2)中所得无水磷酸亚锰前驱体455g加入磷酸锂 154.5g、葡萄糖33g、聚乙二醇53g、非离子型聚合物TC311质量3g、二氧化钛3g和去离子水1133g，经过球磨和湿法砂磨，得到粒度D53＝3.25um的浆料B；
(5)将步骤(3)和步骤(4)中所得浆料A和浆料B混合，使用球磨机球磨43分钟；喷雾干燥在氮气气氛下进行，控制进风温度 223℃，出风温度133℃；置于箱式炉中氮气气氛下733℃烧结12小时，炉内压力为33Pa，升温前先通3小时以上氮气，升温速率控制为2℃/min，烧结完随炉自然降温至53℃；进行气流粉碎，控制粒径 D13＝3.43um，D53＝1.2um，D93＝13um，得到一种高安全高容量的磷酸锰铁锂。
实施例3
一种高安全高容量磷酸锰铁锂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将硫酸亚铁972g、磷酸氢二铵223g、磷酸43g、抗坏血酸 13g混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚铁前驱体；将所得磷酸亚锰前驱体置于箱式炉中氮气气氛下进行烧结，烧结温度533℃，烧结时间3h，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚铁前驱体533g；
(2)将硫酸亚锰585g、磷酸133g、抗坏血酸13g混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚锰前驱体；将所得磷酸亚锰前驱体置于箱式炉中氮气气氛下进行烧结，烧结温度533℃，烧结时间3h，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚锰前驱体333g；
(3)将步骤(1)中所得无水磷酸亚铁前驱体533g加入磷酸锂 154.2g和去离子水1133g，经过球磨和湿法砂磨，得到粒度D53＝3.55um的浆料A；
(4)将步骤(2)中所得无水磷酸亚锰前驱体333g加入磷酸锂 132.8g、葡萄糖33g、聚乙二醇53g、非离子型聚合物TC28质量8g、五氧化二铌3.5g和去离子水1133g，经过球磨和湿法砂磨，得到粒度 D53＝3.35um的浆料B；
(5)将步骤(3)和步骤(4)中所得浆料A和浆料B混合，使用球磨机球磨53分钟；喷雾干燥在氮气气氛下进行，控制进风温度 233℃，出风温度133℃；置于箱式炉中氮气气氛下783℃烧结13小时，炉内压力为73Pa，升温前先通3小时以上氮气，升温速率控制为2℃/min，烧结完随炉自然降温至53℃；进行气流粉碎，控制粒径 D13＝3.43um，D53＝3.9um，D93＝13um，得到一种高安全高容量的磷酸锰铁锂。
实施例4
一种高安全高容量磷酸锰铁锂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将硫酸亚铁778g、磷酸二氢铵183g、磷酸23g、抗坏血酸 13g混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚铁前驱体；将所得磷酸亚锰前驱体置于箱式炉中氮气气氛下进行烧结，烧结温度553℃，烧结时间2h，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚铁前驱体433g；
(2)将硫酸亚锰1333g、磷酸273g、抗坏血酸13g混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚锰前驱体；将所得磷酸亚锰前驱体置于箱式炉中氮气气氛下进行烧结，烧结温度553℃，烧结时间2h，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚锰前驱体545g；
(3)将步骤(1)中所得无水磷酸亚铁前驱体433g加入磷酸锂 123.3g和去离子水1133g，经过球磨和湿法砂磨，得到粒度 D53＝3.33um的浆料A；
(4)将步骤(2)中所得无水磷酸亚锰前驱体545g加入磷酸锂 185.4g、葡萄糖33g、聚乙二醇53g、非离子型聚合物TC28质量8g、偏钒酸铵3g和去离子水1133g，经过球磨和湿法砂磨，得到粒度 D53＝3.53um的浆料B；
(5)将步骤(3)和步骤(4)中所得浆料A和浆料B混合，使用球磨机球磨33分钟；喷雾干燥在氮气气氛下进行，控制进风温度 223℃，出风温度93℃；置于箱式炉中氮气气氛下773℃烧结13小时，炉内压力为73Pa，升温前先通3小时以上氮气，升温速率控制为 2℃/min，烧结完随炉自然降温至83℃；进行气流粉碎，控制粒径 D13＝3.43um，D53＝1.5um，D93＝13um，得到一种高安全高容量的磷酸锰铁锂。
对比例1
一种磷酸锰铁锂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将磷酸铁313g、氧化铁75g、磷酸锂123.3g和去离子水1133g 混合成溶液，经过球磨和湿法砂磨，得到粒度D53＝3.55um的浆料A；
(2)将二氧化锰B395g、磷酸333g、磷酸锂185.4g、葡萄糖33g、聚乙二醇53g、阴离子聚丙烯酸酯分散剂TC138质量为8g、偏钒酸铵7.71g和去离子水1133g混合成溶液，经过球磨和湿法砂磨，得到粒度D53＝3.35um的浆料B；
(3)将步骤(1)和步骤(2)中所得浆料A和浆料B混合，使用球磨机球磨33分钟；喷雾干燥在氮气气氛下进行，控制进风温度 223℃，出风温度133℃；置于箱式炉中氮气气氛下753℃烧结15小时，炉内压力为53Pa，升温前先通3小时以上氮气，升温速率控制为2℃/min，烧结完随炉自然降温至53℃；进行气流粉碎，控制粒径 D13＝3.43um，D53＝1.3um，D93＝13um，得到一种磷酸锰铁锂。
对比例2
一种磷酸锰铁锂的制备方法，包括如下步骤：
(1)将硫酸亚铁778g、磷酸二氢铵193g、磷酸13g、抗坏血酸 13g混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚铁前驱体；将所得磷酸亚锰前驱体置于箱式炉中氮气气氛下进行烧结，烧结温度433℃，烧结时间5h，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚铁前驱体433g；
(2)将硫酸亚锰1333g、磷酸273g、抗坏血酸13g混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚锰前驱体；将所得磷酸亚锰前驱体置于箱式炉中氮气气氛下进行烧结，烧结温度433℃，烧结时间5h，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚锰前驱体545g；
(3)将步骤(1)中所得无水磷酸亚铁前驱体533g加入磷酸锂 123.3g和去离子水1133g，经过球磨和湿法砂磨，得到粒度D53＝3.55um的浆料A；
(4)将步骤(2)中所得无水磷酸亚锰前驱体545g加入磷酸锂 185.4g、葡萄糖33g、聚乙二醇53g、偏钒酸铵7.71g和去离子水1133g，经过球磨和湿法砂磨，得到粒度D53＝3.35um的浆料B；
(5)将步骤(3)和步骤(4)中所得浆料A和浆料B混合，使用球磨机球磨33分钟；喷雾干燥在氮气气氛下进行，控制进风温度 223℃，出风温度133℃；置于箱式炉中氮气气氛下753℃烧结15小时，炉内压力为53Pa，升温前先通3小时以上氮气，升温速率控制为2℃/min，烧结完随炉自然降温至53℃；进行气流粉碎，控制粒径 D13＝3.43um，D53＝1.3um，D93＝13um，得到一种磷酸锰铁锂。
将实施例1-4和对比例1-2制备的磷酸猛铁锂正极材料与Super-P 以及PVDF按照质量比83:13:13分散在NMP中，球磨分散均匀后，涂覆在铝箔上，真空烘干，制得正极极片，电解液为1mol/L的LiPF3，其中溶剂体积比为EC:DMC:EMC＝1:1:1(体积比)，隔膜为Celgard聚丙烯膜，金属锂片为负极，共同组装成为扣电半电池。测试电压范围为2.5V34.5V，以恒流恒压充电方式充电至4.5V，截止电流3.32C；以恒流放电方式进行放电至2.5V。测试结果如表1所示：
表1磷酸锰铁锂材料基本性能
Figure BDA0003783348670000121
Figure BDA0003783348670000131
实施例1-4为本发明所制高安全高容量磷酸锰铁锂，对比例1-2 为常规方法所制磷酸锰铁锂；从数据可以得出本发明所制高安全高容量磷酸锰铁锂的首次库伦效率和放电克容量高于常规方法所制磷酸锰铁锂，其电导率和容量更高；从XRD分析图可以看出，采用该工艺制备的磷酸锰铁锂纯度高，无杂相生成，对比例1，生成的产物中有Fe2P杂相，导致产品性能下降；将实施例产品和对比例产品进行扫描电子级显微镜分析，可以看出本发明所制高安全高容量磷酸锰铁锂的颗粒物大小均一，均一性更好。
所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (9)

1.一种高安全高容量磷酸锰铁锂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将铁源、磷源、防氧化剂混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚铁前驱体；将所得磷酸亚铁前驱进行烧结，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚铁前驱体；
(2)将锰源、磷源、防氧化剂混合成溶液，将氮气通入溶液中作为保护气体防止氧化，通过共沉淀法合成磷酸亚锰前驱体；将所得磷酸亚锰前驱体进行烧结，去除全部结晶水后得到无水磷酸亚锰前驱体；
(3)将步骤(1)中所得无水磷酸亚铁前驱体加入磷酸锂和去离子水，经过球磨和湿法砂磨，得到浆料A；
(4)将步骤(2)中所得无水磷酸亚锰前驱体加入磷酸锂、有机碳源、分散剂、掺杂剂和去离子水，经过球磨和湿法砂磨，得到浆料B；
(5)将步骤(3)和步骤(4)中所得浆料A和浆料B混合，进行球磨、喷雾干燥、烧结和气流粉碎，得到所述一种高安全高容量磷酸锰铁锂。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述铁源为硫酸亚铁；磷源为选自磷酸、磷酸二氢铵和磷酸氢二铵中的一种或多种；防氧化剂为抗坏血酸；磷酸亚铁前驱体化学式为Fe3(PO4)2·8H2O；所述烧结在箱式炉中进行，烧结温度为350～600℃，烧结时间为1～5h，烧结气氛为氮气。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述锰源为硫酸亚锰；磷源为选自磷酸、磷酸二氢铵和磷酸氢二铵中的一种或多种；防氧化剂为抗坏血酸；磷酸亚锰前驱体化学式为Mn3(PO4)2·7H2O；所述烧结在箱式炉中进行，烧结温度为350～600℃，烧结时间为1～5h，烧结气氛为氮气。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述浆料A中摩尔比Fe/P＝0.958～0.998，摩尔比Li/Fe＝1.025～1.055；所述湿法砂磨中，控制浆料A粒度D50＝0.30～0.60um。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4),所述浆料B中摩尔比Mn/P＝0.958～0.998，摩尔比Li/Mn＝1.025～1.055；所述湿法砂磨中，控制浆料B粒度D50＝0.20～0.50um。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述有机碳源为葡萄糖和聚乙二醇的混合物，葡萄糖的加入量为无水磷酸亚锰前驱体质量的5～10wt％，聚乙二醇的加入量为无水磷酸亚锰前驱体质量的和1～5wt％；所述掺杂剂为选自二氧化钛、偏钒酸铵、五氧化二铌中的一种或多种，加入的量为无水磷酸亚锰前驱体质量的0～2.5wt％；所述分散剂为选自阴离子聚丙烯酸酯分散剂TC108、非离子型聚合物TC311和非离子型聚合物TC28中的一种或多种，加入量为葡萄糖加入量的5～10wt％。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述球磨在球磨机中进行，球磨时间30～60分钟；所述喷雾干燥在氮气气氛下进行，控制进风温度为180～240℃，出风温度为80～120℃；所述烧结在箱式炉中进行，烧结温度为600～800℃，烧结时间为8～20h，烧结气氛为氮气；所述气流粉碎中，控制最终粉碎得到的一种高安全高容量磷酸锰铁锂粒径D10≥0.30um，D50＝0.8～1.8um，D90≤18um。
8.一种利用权利要求1～7任一项所述方法制备得到的高安全高容量磷酸锰铁锂材料。
9.一种权利要求8所述一种高安全高容量磷酸锰铁锂在锂电池正极材料中的应用。
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