[發明專利]一種草酸亞鐵的制備方法

有效

• 申請號: 200710107981.X
• 申請日: 2007-05-22
• 公開（公告）號: CN101311156A
• 公開（公告）日: 2008-11-26
• 發明（設計）人: 蔡志炬;曹文玉;姜占峰
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C07C55/07
• 分類號: C07C55/07;C07C51/41
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司
• 代理人: 王鳳桐;楊勤

技術領域

本發明涉及一種草酸亞鐵的制備方法。

背景技術

目前，鋰電池常用的正極材料為鈷酸鋰(LiCoO₂)、鎳鈷酸鋰(LiNi_xCo_1-xO₂)、鎳鈷錳酸鋰(LiNi_xCo_yMn₁-x-yO₂)和錳酸鋰(LiMn₂O₄)。它們具有較高的導電性和鋰離子脫嵌可逆性。但是，LiCoO₂、LiNi_xCo_1-xO₂和LiNi_xCo_yMn_1-x-yO₂的安全性能較差，而且成本高。錳酸鋰(LiMn₂O₄)雖然較為便宜和安全，可是它不僅放電容量較小，而且在高溫條件下循環壽命較差，且循環壽命無法滿足實際使用的要求。

橄欖石結構的磷酸亞鐵鋰以其價格便宜、理論比容量較高、理論比能量較高、熱穩定性好、安全性能好、無吸濕性、對環境友好等優點，正受到人們的廣泛關注，可望成為新一代首選的可代替鈷酸鋰的鋰離子二次電池的正極材料，并且非常適合用作大功率動力電池的正極材料。

通常將草酸亞鐵作為合成磷酸亞鐵鋰的原材料之一，它的顆粒直徑對磷酸亞鐵鋰性能的影響非常大。因為磷酸亞鐵鋰本身的電子、離子導電率都很低，解決離子導電率低的方法之一就是減小顆粒粒徑，因此對原料粒徑的要求也更加嚴格，通常需要原料粒徑小于10μm。另外草酸亞鐵的粒徑大小還會影響混料的均勻性，顆粒越小，越有利于混料均勻。采用粒徑小于10μm的超細草酸亞鐵為原料，既有利于混料均勻，又可以有效地控制磷酸亞鐵鋰的粒徑。

通常，在傳統的制備草酸亞鐵的過程中，草酸亞鐵晶體的生長速度快，顆粒直徑難于控制，例如采用直接沉淀法時，制備過程中反應物接觸的濃度分布不均勻，合成出來的草酸亞鐵顆粒粒徑較大，D₅₀通常在20-40微米，顆粒大小不均勻，這使得在制備磷酸亞鐵鋰時，原料混料的過程中需要進行長時間的球磨才能使物料混合得較為均勻，既耗時也耗能，并且混合的效果不理想。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的制備方法中所制得草酸亞鐵的顆粒粒徑較大、顆粒大小不均勻的缺陷，提供一種使草酸亞鐵的顆粒粒徑較小且顆粒大小均勻的草酸亞鐵的制備方法。

本發明提供了一種草酸亞鐵的制備方法，該方法包括將草酸和/或草酸鹽水溶液與亞鐵鹽水溶液接觸反應，得到含有草酸亞鐵的懸浮液，其中，所述草酸和/或草酸鹽水溶液與亞鐵鹽水溶液的接觸反應是在超重力旋轉條件下進行的，所述超重力條件包括，相對離心力為1.01-3000倍的重力加速度，并且在接觸反應的同時，通入壓力為2-10MPa、流量為0.05-0.3升/分鐘的壓縮氣體。

采用本發明提供的方法制備的草酸亞鐵具有粒徑小，D₅₀在4微米以下，且顆粒大小均勻的優點。并且本發明的方法制備過程簡單、成本低、易于連續生產。

附圖說明

圖1為實施例1中所得到的草酸亞鐵顆粒的粒度分布圖。

圖2為實施例2中所得到的草酸亞鐵顆粒的粒度分布圖。

圖3為實施例3中所得到的草酸亞鐵顆粒的粒度分布圖。

圖4為實施例2中所得到的草酸亞鐵顆粒的掃描電鏡照片。

圖5為實施例3中所得到的草酸亞鐵顆粒的掃描電鏡照片。

圖6為實施例4中所得到的草酸亞鐵顆粒的粒度分布圖。

圖7為實施例5中所得到的草酸亞鐵顆粒的粒度分布圖。

圖8為實施例4中所得到的草酸亞鐵顆粒的掃描電鏡照片。

圖9為實施例5中所得到的草酸亞鐵顆粒的掃描電鏡照片。

圖10為對比例1中所得到的草酸亞鐵顆粒的粒度分布圖。

具體實施方式

本發明提供的草酸亞鐵的制備方法包括，將草酸和/或草酸鹽水溶液與亞鐵鹽水溶液接觸反應，得到含有草酸亞鐵的懸浮液，其中，所述草酸和/或草酸鹽水溶液與亞鐵鹽水溶液的接觸反應是在超重力旋轉條件下進行的，所述超重力條件包括，相對離心力為1.01-3000倍的重力加速度，優選為20-500倍，更優選為50-200倍，并且在接觸反應的同時，通入壓力為2-10MPa、流量為0.05-0.3升/分鐘的壓縮氣體，壓縮氣體的壓力優選為3-5MPa，流量優選為0.1-0.3升/分鐘。