CN116314765A - 一种核壳结构磷酸锰铁锂材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种核壳结构磷酸锰铁锂材料及其制备方法和应用。本发明提供的核壳结构磷酸锰铁锂材料，所述材料的内核为Li7TaO6，它具有较高的锂离子电导率，能有效提高正极材料的离子电导率，进而提高倍率性能，并且具有补锂的效果，能够改善正极材料的容量发挥和循环性能；碳包覆层提高材料的电子电导率。

Description

一种核壳结构磷酸锰铁锂材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种核壳结构磷酸锰铁锂材料及其制备方法和应用。
背景技术
近年来，随着传统的化石能源逐渐枯竭以及由于使用化石能源带来的环境恶化等问题日益严重，对于新型可再生绿色清洁能源的研究和发展显得尤为重要。然而可再生能源风能、太阳能、潮汐能等具有不连续性，想要较好地利用它们就需要发展配套的储能装置。锂离子电池由于具有放电电压高、比能量密度高、循环寿命长、适用温度区间较宽等优点，成为一种具有广阔的应用前景的储能二次电池。
目前，橄榄石型的磷酸铁锂材料作为锂离子电池正极材料已经被商业化，但是这种材料放电平台较低(使用电压3.2V)，导致其比能量较低。而磷酸锰铁锂(LiMnxFe1-xPO4，LMFP)具有较高的工作电压(使用电压3.8V)，具有潜在的高能量密度的优点，因此这种材料具有较高的研究价值。但是，LMFP也存在一些缺点，例如电子电导率、离子电导率相较于磷酸铁锂更低，并且容量发挥较差。
为改善磷酸锰铁锂材料电子电导率低以及锂离子电导率低的问题，通常采用表面包覆的方法提高材料的电子电导率，采用离子掺杂的方法提高材料的离子电导率。对磷酸锰铁锂进行表面包覆最常见的是进行碳包覆，对材料进行碳包覆处理除了能够提高电导率还能够防止颗粒团聚减小颗粒尺寸，防止Fe2+被氧化，常用的碳源分为无机碳源和有机碳源两大类，其中有机碳源如葡萄糖、蔗糖、淀粉、聚乙二醇等的包覆效果更好。目前关于LMFP的离子掺杂也有很多研究，主要是采用Ti、Mg、V等元素进行掺杂，都能使LMFP的离子导电率得到改善，提高材料的倍率性能。
尽管上述方法可使LMFP具有较好的电子导电性，并且对离子导电率有一定的改善，然而并不能解决磷酸锰铁锂容量发挥差的问题，如何改善LMFP容量发挥并且进一步提高材料离子导电率、电子电导率仍然是磷酸锰铁锂材料需要改进的方向。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的磷酸锰铁锂材料容量发挥差，离子导电率、电子电导率有待进一步提高等缺陷，从而提供一种核壳结构磷酸锰铁锂材料及其制备方法和应用。
为此，本发明提供如下技术方案：
本发明提供一种核壳结构磷酸锰铁锂材料，包括Li7TaO6内核，由内至外包覆所述内核的磷酸锰铁锂层和碳包覆层。
可选地，以所述核壳结构磷酸锰铁锂材料的总质量计，所述Li7TaO6内核占10wt％-30wt％；
优选的，所述Li7TaO6内核占15wt％-20wt％。
可选地，以所述核壳结构磷酸锰铁锂材料的总质量计，碳含量占1.0wt％-3.5wt％。
可选地，以所述核壳结构磷酸锰铁锂材料的总质量计，所述磷酸锰铁锂占69wt％-89wt％；
可选地，所述磷酸锰铁锂的化学组成为LiMnxFe1-xPO4，其中，x＝0.5～0.8；优选的，x＝0.7。
本发明还提供一种上述的核壳结构磷酸锰铁锂材料的制备方法，包括如下步骤：
S1，将Li7TaO6与磷源、铁源和锰源混合，调节pH，在密闭环境下反应，得到核壳结构前驱体；
S2，将所得核壳结构前驱体与锂源和碳源混合，在保护气氛下烧结，得到所述核壳结构磷酸锰铁锂材料。
可选地，步骤S1中，调节pH为2-4；
和/或，反应温度为150-300℃，反应时间为2-6h；
和/或，先将磷源、铁源和锰源溶于水中，再与Li7TaO6混合；
可选地，水与(磷源+铁源+锰源)的质量比为2.5-3.5：1。
和/或，所述Li7TaO6采用固相法制备得到。
本发明采用固相法制备Li7TaO6为本领域的常规方法，典型非限定性的，具体制备方法为：按照摩尔比称取适量的Li2CO3、Ta2O5混合后在氧气气氛下烧结700-1000℃下烧结8-12h。
可选地，所述烧结重复进行两次。
可选地，所述Li7TaO6的一次粒径为100nm-300nm。本发明通过对一次粒径的限定，能够进一步提升倍率性能，这是因为，一次粒径大会导致锂离子传输通道长，离子扩散慢，倍率型能较差。
可选地，步骤S2中，烧结温度为700-800℃，烧结时间为2-5h；
和/或，所述保护气氛为氮气或惰性气体中的至少一种。
可选地，所述的核壳结构磷酸锰铁锂材料的制备方法，满足以下(1)-(9)中的至少一项：
(1)所述铁源选自铁的可溶性盐中的至少一种；
(2)所述铁源选自硝酸铁、氯化铁、乙酸铁、硫酸铁中的一种或多种；
(3)所述锰源选自锰的可溶性盐中的至少一种；
(4)所述锰源为硝酸锰、氯化锰、乙酸锰、硫酸锰中的一种或多种；
(5)所述磷源选自含有磷酸根的可溶性化合物中的至少一种；
(6)所述磷源选自磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种或多种；
(7)所述锂源选自碳酸锂或氢氧化锂中的至少一种；
(8)所述碳源选自有机碳源中的至少一种；优选的，所述碳源选自有机碳源中的至少两种；
(9)所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、淀粉、聚乙二醇。
本发明还提供一种正极，包括上述的核壳结构磷酸锰铁锂材料或上述的制备方法制备得到的核壳结构磷酸锰铁锂材料。
本发明还提供一种锂电池，包括上述的正极，还包括负极、电解液、隔膜、外壳等。
本发明中，所提供的正极和锂离子电池的其它组成和制备方法均为领域内常规的。
典型非限定性的，所述正极的组成和制备方法为：所有正极材料在80-120℃的真空烘箱中烘烤6-12h，然后按照正极主材:SP:PVDF＝96:2:2～90：5：5的比例进行匀浆，然后将浆料涂覆在铝箔上，面密度为6-15mg/cm2，烘干后进行辊压，极片压实密度为1.8-2.5g/cm3，裁切后得到正极极片。
所述扣电为CR2032电池，制备方法为：依次按照扣式电池下壳、垫片、锂片负极、隔膜、正极片垫片的顺序从下往上放置，然后滴入100-250μL电解液浸润，最后将上壳安装好。
本发明技术方案，具有如下优点：
本发明提供的核壳结构磷酸锰铁锂材料，内核为Li7TaO6，它具有较高的锂离子电导率，能有效提高正极材料的离子电导率，进而提高倍率性能，并且具有补锂的效果，能够改善正极材料的容量发挥(首次充电容量能够达到160mAh/g，首次放电效率可达155mAh/g以上)和循环性能；碳包覆层提高材料的电子电导率。其中，以Li7TaO6做为内核，相比于将其作为包覆层，该结构的正极材料在保证材料具有优异的电性能的前提下还能具备良好的加工性能，这是因为Li7TaO6具有强碱性，如果作为包覆层，在正极匀浆阶段会与PVDF发生反应，导致浆料凝胶化，流动性差，无法涂布；而碳包覆层除提高电子导电率的作用外，既能防止正极颗粒在高温处理的过程中长大，又能作为还原剂使生成的LMFP中Mn元素和Fe元素都处于+2价，因此以Li7TaO6为内核以碳作为最外包覆层是最优的结构。
本发明提供的核壳结构磷酸锰铁锂材料，通过对内核含量的进一步限定，首次充放电容量进一步提高，在优选范围内，首次充电容量能够达到170mAh/g，首次放电效率可达164mAh/g以上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的磷酸锰铁锂材料的结构示意图；
图2为本发明实施例1和实施例2的循环性能测试结果图。
附图标记：
1、内核；2、磷酸锰铁锂层；3、碳包覆层。
具体实施方式
提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
实施例1
本实施例提供一种核壳结构磷酸锰铁锂材料，其结构示意图如图1所示，由内到外依次包括内核1，磷酸锰铁锂层2和碳包覆层3，以Li7TaO6作为内核，其具体制备方法和操作参数如下：
(1)精确称量12.88g LiOH、16.97g Ta2O5置于球磨罐中以无水乙醇为介质进行球磨，充分混合10h后进行70℃干燥，干燥后的原料转移到刚玉坩埚中置于高温箱式马弗炉中900℃下烧结5h，将得到初步烧结的白色Li7TaO6(LTO)粉末研磨后在1000℃进行二次烧结8h，得到最终的产物LTO，经过二次烧结后的样品成分均一性良好，一次粒径为200nm。
(2)取(1)中制备的LTO粉末5g与21.81g Mn(NO3)2·4H2O、15.04g Fe(NO3)3·9H2O以及12.16gH3PO4置于反应釜中，向反应釜中加入150g去离子水，搅拌使其溶解，并用硝酸将pH调节到3。将密闭的反应釜置于200℃的烘箱中反应4h，并经过过滤、洗涤、干燥后生得到核为LTO，壳为Mn0.7Fe0.3PO4的核壳结构前驱体。
(3)将(2)中得到的前驱体24.08g与4.59g Li2CO3、0.625g葡萄糖、0.459g PEG(厂家：国药型号聚乙二醇200)混合均匀后转移到刚玉坩埚中，然后置于管式炉中，在N2的保护下于800℃下烧结4h，得到最终有碳包覆层的核壳结构磷酸锰铁锂复合材料LTO/LiMn0.7Fe0.3PO4/C，其中，LTO的含量为20wt％，LiMn0.7Fe0.3PO4含量为78wt％，碳含量为2wt％。
实施例2
本实施例提供一种核壳结构磷酸锰铁锂材料，其具体制备方法和操作参数如下：
(1)精确称量12.88g LiOH、16.97g Ta2O5置于球磨罐中以无水乙醇为介质进行球磨，充分混合10h后进行70℃干燥，干燥后的原料转移到刚玉坩埚中置于高温箱式马弗炉中900℃下烧结5h，将得到初步烧结的白色Li7TaO6(LTO)粉末研磨后在1000℃进行二次烧结8h，得到最终的产物LTO，经过二次烧结后的样品成分均一性良好，一次粒径为200nm。
(2)取(1)中制备的LTO粉末5g与21.81g Mn(NO3)2·4H2O、15.04g Fe(NO3)3·9H2O以及12.16gH3PO4置于反应釜中，向反应釜中加入150g去离子水，搅拌使其溶解，并用硝酸将pH调节到3。将密闭的反应釜置于200℃的烘箱中反应4h，并经过过滤、洗涤、干燥后生得到核为LTO，壳为Mn0.7Fe0.3PO4的核壳结构前驱体。
(3)将(2)中得到的前驱体24.08g与4.59g Li2CO3、1.25g葡萄糖、混合均匀后转移到刚玉坩埚中，然后置于管式炉中，在N2的保护下于800℃下烧结4h，得到最终有碳包覆层的核壳结构磷酸锰铁锂复合材料LTO/LiMn0.7Fe0.3PO4/C，其中，LTO的含量为20wt％，LiMn0.7Fe0.3PO4含量为78wt％，碳含量为2wt％。
实施例3
本实施例提供一种核壳结构磷酸锰铁锂材料，其具体制备方法和操作参数如下：
(1)精确称量12.88g LiOH、16.97g Ta2O5置于球磨罐中以无水乙醇为介质进行球磨，充分混合10h后进行70℃干燥，干燥后的原料转移到刚玉坩埚中置于高温箱式马弗炉中900℃下烧结5h，将得到初步烧结的白色Li7TaO6(LTO)粉末研磨后在1000℃进行二次烧结8h，得到最终的产物LTO，经过二次烧结后的样品成分均一性良好，一次粒径为200nm。
(2)取(1)中制备的LTO粉末3.75g与23.20g Mn(NO3)2·4H2O、16.01g Fe(NO3)3·9H2O以及12.94g H3PO4置于反应釜中，向反应釜中加入150g去离子水，搅拌使其溶解，并用硝酸将pH调节到3。将密闭的反应釜置于200℃的烘箱中反应4h，并经过过滤、洗涤、干燥后生得到核为LTO，壳为Mn0.7Fe0.3PO4的核壳结构前驱体。
(3)将(2)中得到的前驱体23.59g与4.88g Li2CO3、0.625g葡萄糖、0.459g PEG(厂家：国药型号聚乙二醇200)混合均匀后转移到刚玉坩埚中，然后置于管式炉中，在N2的保护下于800℃下烧结4h，得到最终有碳包覆层的核壳结构磷酸锰铁锂复合材料LTO/LiMn0.7Fe0.3PO4/C，其中LTO的含量为15wt％，LiMn0.7Fe0.3PO4含量为83wt％，碳含量为2wt％。
实施例4
本实施例提供一种核壳结构磷酸锰铁锂材料，其具体制备方法和操作参数如下：
(1)精确称量12.88g LiOH、16.97g Ta2O5置于球磨罐中以无水乙醇为介质进行球磨，充分混合10h后进行70℃干燥，干燥后的原料转移到刚玉坩埚中置于高温箱式马弗炉中900℃下烧结5h，将得到初步烧结的白色Li7TaO6(LTO)粉末研磨后在1000℃进行二次烧结8h，得到最终的产物LTO，经过二次烧结后的样品成分均一性良好，一次粒径为200nm。
(2)取(1)中制备的LTO粉末2.5g与24.60g Mn(NO3)2·4H2O、16.97g Fe(NO3)3·9H2O以及13.72g H3PO4置于反应釜中，向反应釜中加入150g去离子水，搅拌使其溶解，并用硝酸将pH调节到3。将密闭的反应釜置于200℃的烘箱中反应4h，并经过过滤、洗涤、干燥后生得到核为LTO，壳为Mn0.7Fe0.3PO4的核壳结构前驱体。
(3)将(2)中得到的前驱体23.53g与5.17g Li2CO3、0.625g葡萄糖、0.459g PEG(厂家：国药型号聚乙二醇200)混合均匀后转移到刚玉坩埚中，然后置于管式炉中，在N2的保护下于800℃下烧结4h，得到最终有碳包覆层的核壳结构磷酸锰铁锂复合材料LTO/LiMn0.7Fe0.3PO4/C，其中LTO的含量为10wt％，LiMn0.7Fe0.3PO4含量为88wt％，碳含量为2wt％。
实施例5
本实施例提供一种核壳结构磷酸锰铁锂材料，其具体制备方法和操作参数如下：
(1)精确称量12.88g LiOH、16.97g Ta2O5置于球磨罐中以无水乙醇为介质进行球磨，充分混合10h后进行70℃干燥，干燥后的原料转移到刚玉坩埚中置于高温箱式马弗炉中900℃下烧结5h，将得到初步烧结的白色Li7TaO6(LTO)粉末研磨后在1000℃进行二次烧结8h，得到最终的产物LTO，经过二次烧结后的样品成分均一性良好，一次粒径为200nm。
(2)取(1)中制备的LTO粉末5g与21.53g Mn(NO3)2·4H2O、14.85g Fe(NO3)3·9H2O以及12.01g H3PO4置于反应釜中，向反应釜中加入150g去离子水，搅拌使其溶解，并用硝酸将pH调节到3。将密闭的反应釜置于200℃的烘箱中反应4h，并经过过滤、洗涤、干燥后生得到核为LTO，壳为Mn0.7Fe0.3PO4的核壳结构前驱体。
(3)将(2)中得到的前驱体23.40g与4.53g Li2CO3、0.94g葡萄糖、0.69g PEG(厂家：国药型号聚乙二醇200)混合均匀后转移到刚玉坩埚中，然后置于管式炉中，在N2的保护下于800℃下烧结4h，得到最终有碳包覆层的核壳结构磷酸锰铁锂复合材料LTO/LiMn0.7Fe0.3PO4/C，其中LTO的含量为20wt％，LiMn0.7Fe0.3PO4含量为77wt％，碳含量为3wt％。
对比例1
本对比例提供一种磷酸锰铁锂材料，其具体制备方法和操作参数如下：
将21.53g Mn(NO3)2·4H2O、14.85g Fe(NO3)3·9H2O以及12.01g H3PO4置于反应釜中，向反应釜中加入150g去离子水，搅拌使其溶解，并用硝酸将pH调节到3。将密闭的反应釜置于200℃的烘箱中反应4h，并经过过滤、洗涤、干燥后得到Mn0.7Fe0.3PO4前驱体。然后制得的18.41g前驱体以及4.53g锂源Li2CO3混合均匀后转移到刚玉坩埚中，然后置于管式炉中，在N2的保护下于800℃下烧结4h，纯LiMn0.7Fe0.3PO4粉末。
对比例2
本对比例提供一种磷酸锰铁锂材料，其具体制备方法和操作参数如下：
将21.53g Mn(NO3)2·4H2O、14.85g Fe(NO3)3·9H2O以及12.01g H3PO4置于反应釜中，向反应釜中加入150g去离子水，搅拌使其溶解，并用硝酸将pH调节到3。将密闭的反应釜置于200℃的烘箱中反应4h，并经过过滤、洗涤、干燥后得到Mn0.7Fe0.3PO4前驱体。然后制得的18.41g前驱体以及4.53g锂源Li2CO3、0.98g葡萄糖混合均匀后转移到刚玉坩埚中，然后置于管式炉中，在N2的保护下于800℃下烧结4h，得到有碳包覆层的磷酸锰铁锂LiMn0.7Fe0.3PO4/C材料，其中碳含量为2wt％。
测试例
电化学性能测试
取各实施例制得的核壳结构复合磷酸锰铁锂材料及各对比例提供的磷酸锰铁锂样品在同等条件下按照常规方法制备成扣式电池，所述正极的组成和制备方法为：所有正极材料在100℃的真空烘箱中烘烤10h，然后按照正极主材:SP:PVDF＝92:4:4的比例进行匀浆，然后将浆料涂覆在铝箔上，面密度为10mg/cm2，烘干后进行辊压，极片压实密度为2.1g/cm3，裁切后得到正极极片。所述扣电为CR2032电池，制备方法为：依次按照扣式电池下壳、垫片、锂片负极、隔膜、正极片垫片的顺序从下往上放置，然后滴入200μL电解液浸润，最后将上壳安装好。并对制得的扣式电池在常温下进行电化学性能测试，电压范围为2.0-4.3V，倍率为0.1C，首次充放电容量如表1所示。
取各实施例制得的核壳结构复合磷酸锰铁锂材料及各对比例提供的磷酸锰铁锂样品测试其粉末电阻率，测试采用四探针测试仪，在4KN下进行测试。具体测试结果如下表所示：
表1
Figure BDA0004102557130000111
Figure BDA0004102557130000121
由上表中的数据可知，实施例的容量发挥远高于对比例,首次充电容量能够达到160mAh/g，首次放电效率可达155mAh/g以上，且电阻率低于对比例。通过实施例1-4之间的数据对比可知，随着内核含量的增加，首次充放电容量进一步提高，在优选范围内，首次充电容量能够达到170mAh/g，首次放电效率可达164mAh/g以上。容量发挥高是由于内核Li7TaO6材料具有较高的锂离子电导率，并且具有补锂的效果，能够改善正极材料的容量发挥，而碳包覆层的制备能够改善材料的电子电导率高，两种改性方法相结合使正极材料具有优异的电化学性能。
扣电倍率性能测试
在常温下进行扣电(组成和制备方法同上)倍率测试，电压范围为2.0-4.3V，倍率分别为1C，2C，4C,测试结果如表2所示。
表2
容量保持率(％) 1C 2C 4C
实施例1 94.66 90.98 85.87
实施例2 94.03 90.12 84.17
实施例3 91.37 88.27 81.69
实施例4 89.25 85.34 77.39
实施例5 94.00 89.65 84.01
对比例1 80.12 70.16 58.46
对比例2 83.64 74.24 64.23
由上表中的数据可知，实施例的倍率性能优于对比例，通过实施例1-4之间的数据对比可知，随着内核含量的增加，倍率性能进一步提高。这是因为实施例材料的内核为Li7TaO6，它是一种快离子导体，具有较高的锂离子电导率，能有效提高正极材料的离子电导率，进而提高材料的倍率性能。
循环性能测试
取实施例1和2制得的核壳结构复合磷酸锰铁锂材料作为正极活性物质，常规石墨材料作为负极，在同等条件下按照常规方法制备成5Ah全电软包电池。实施例1和2常温1C充电/3C放电循环性能如图2所示，经过500圈循环后，实施例1制得的材料做成的软包电池容量保持率为91.79％，而实施例2制得的材料做成的软包电池容量保持率为89.12％，由此可见，经过复合碳源进行包覆的核壳结构复合磷酸锰铁锂材料比单一碳源包覆的循环性能得到明显提升。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种核壳结构磷酸锰铁锂材料，其特征在于，包括Li7TaO6内核，由内至外包覆所述内核的磷酸锰铁锂层和碳包覆层。
2.根据权利要求1所述的核壳结构磷酸锰铁锂材料，其特征在于，以所述核壳结构磷酸锰铁锂材料的总质量计，所述Li7TaO6内核占10wt％-30wt％；
优选的，所述Li7TaO6内核占15wt％-20wt％。
3.根据权利要求1所述的核壳结构磷酸锰铁锂材料，其特征在于，以所述核壳结构磷酸锰铁锂材料的总质量计，碳含量占1.0wt％-3.5wt％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的核壳结构磷酸锰铁锂材料，其特征在于，以所述核壳结构磷酸锰铁锂材料的总质量计，所述磷酸锰铁锂占69wt％-89wt％；
可选地，所述磷酸锰铁锂的化学组成为LiMnxFe1-xPO4，其中，x＝0.5～0.8；优选的，x＝0.7。
5.一种权利要求1-4任一项所述的核壳结构磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，将Li7TaO6与磷源、铁源和锰源混合，调节pH，在密闭环境下反应，得到核壳结构前驱体；
S2，将所得核壳结构前驱体与锂源和碳源混合，在保护气氛下烧结，得到所述核壳结构磷酸锰铁锂材料。
6.根据权利要求5所述的核壳结构磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，调节pH为2-4；
和/或，反应温度为150-300℃，反应时间为2-6h；
和/或，先将磷源、铁源和锰源溶于水中，再与Li7TaO6混合；
和/或，所述Li7TaO6采用固相法制备得到。
7.根据权利要求5所述的核壳结构磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，步骤S2中，烧结温度为700-800℃，烧结时间为2-5h；
和/或，所述保护气氛为氮气或惰性气体中的至少一种。
8.根据权利要求5-7任一项所述的核壳结构磷酸锰铁锂材料的制备方法，其特征在于，满足以下(1)-(9)中的至少一项：
(1)所述铁源选自铁的可溶性盐中的至少一种；
(2)所述铁源选自硝酸铁、氯化铁、乙酸铁、硫酸铁中的一种或多种；
(3)所述锰源选自锰的可溶性盐中的至少一种；
(4)所述锰源为硝酸锰、氯化锰、乙酸锰、硫酸锰中的一种或多种；
(5)所述磷源选自含有磷酸根的可溶性化合物中的至少一种；
(6)所述磷源选自磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵中的一种或多种；
(7)所述锂源选自碳酸锂或氢氧化锂中的至少一种；
(8)所述碳源选自有机碳源中的至少一种；优选的，所述碳源选自有机碳源中的至少两种；
(9)所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、淀粉、聚乙二醇中的至少一种。
9.一种正极，其特征在于，包括权利要求1-4任一项所述的核壳结构磷酸锰铁锂材料或权利要求5-8任一项所述的制备方法制备得到的核壳结构磷酸锰铁锂材料。
10.一种锂电池，其特征在于，包括权利要求9所述的正极，还包括负极。
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