[發明專利]適用于高倍率動力電池用的磷酸鐵鋰及其制備方法

有效

• 申請號: 200710124145.2
• 申請日: 2007-10-26
• 公開（公告）號: CN101162776A
• 公開（公告）日: 2008-04-16
• 發明（設計）人: 岳敏;王振中;陳道兵;賀雪琴;張萬紅
• 申請（專利權）人: 深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/48;C01B25/45
• 代理公司: 深圳市中知專利商標代理有限公司
• 代理人: 孫皓;林虹

1.一種適用于高倍率動力電池用的磷酸鐵鋰，其特征在于：所述磷酸鐵鋰電極材料以鋰鐵磷酸鹽為基體，基體外包覆有納米炭材料微粒、納米金屬或/和納米金屬氧化物導電層形成微粒，所述微粒組合成復合顆粒，復合顆粒呈球形或長短徑比為1.2～2.5類球形形狀。

2.根據權利要求1所述的適用于高倍率動力電池用的磷酸鐵鋰，其特征在于：所述鋰鐵磷酸鹽是鋰鹽、鐵鹽和磷酸鹽，鋰、鐵、磷的摩爾比為1∶1∶1。

3.根據權利要求2所述的適用于高倍率動力電池用的磷酸鐵鋰，其特征在于：所述鋰鹽為碳酸鋰、氟化鋰、醋酸鋰、氫氧化鋰、硝酸鋰或磷酸二氫鋰；所述鐵鹽為草酸亞鐵、醋酸亞鐵、三氧化二鐵、硝酸鐵或氫氧化鐵；所述磷酸鹽為磷酸二氫鋰、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸三銨、磷酸或五氧化二磷。

4.根據權利要求3所述的適用于高倍率動力電池用的磷酸鐵鋰，其特征在于：所述納米炭材料微粒是天然石墨微粉、人造石墨微粉、導電碳黑、有機物熱解炭和納米導電材料的一種或一種以上組成。

5.根據權利要求4所述的適用于高倍率動力電池用的磷酸鐵鋰，其特征在于：所述有機物熱解炭是聚乙烯醇、丁苯橡膠乳、羧甲基纖維素、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、酚醛樹脂、環氧樹脂、葡萄糖、蔗糖、果糖、纖維素、淀粉或瀝青為前驅體，經高溫碳化所形成的熱解炭；所述納米導電材料是碳納米管、納米碳纖維或納米碳微球。

6.根據權利要求5所述的適用于高倍率動力電池用的磷酸鐵鋰，其特征在于：所述納米金屬或納米金屬氧化物為納米金屬銀、金屬銅、金屬鋁、氧化鎂、氧化鉻、氧化錳、氧化鈷、氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鎂、硬脂酸鎂、磷酸二氫鎂、五氧化二鈮。

7.根據權利要求6所述的適用于高倍率動力電池用的磷酸鐵鋰，其特征在于：所述導電層占復合材料的比例為1wt.％～25wt.％。

8.根據權利要求7所述的適用于高倍率動力電池用的磷酸鐵鋰，其特征在于：所述復合顆粒的平均粒徑為5～60μm，比表面積8～13m²/g，振實密度1.4～1.7g/cm³。

9.一種適用于高倍率動力電池用的磷酸鐵鋰的制備方法，包括如下步驟：一、將鋰鹽、鐵鹽、磷酸鹽按鋰、鐵、磷的摩爾比為1∶1∶1的比例，加入占鋰鹽、鐵鹽和磷酸鹽的比例為1wt.％～2.5wt.％的分散劑及占鋰鹽、鐵鹽和磷酸鹽的比例為1wt.％～2.5wt.％碳材料前驅物、納米金屬或/和納米金屬氧化物導電劑，濕法球磨4～48小時至漿料；二、漿料在入口溫度150～400℃，出口溫度為60～135℃的條件下，噴霧制成球形前驅體；三、將球形前驅體在惰性氣氛中于300～400℃溫度范圍內預處理2～12小時，再以2～5℃/min的升溫速率，升溫到500～800℃，恒溫處理4～48小時后，自然冷卻至室溫；四、將上述材料在3000～6000rpm條件下粉化10～80分鐘，然后在600～3000rpm條件下球化整形處理40～180分鐘，得到基體外包覆有導電層的球形或類球形微粒；五、將微粒在200～1100rpm的轉速下進行機械融合處理0.5～4小時使其為復合顆粒，得到球形或長短徑比為1.2～2.5類球形形狀的磷酸鐵鋰電極材料。

10.根據權利要求9所述的適用于高倍率動力電池用的磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于：所述的鋰鹽為碳酸鋰、氟化鋰、醋酸鋰、氫氧化鋰、硝酸鋰、磷酸二氫鋰；所述的磷鹽為磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸三銨、磷酸、五氧化二磷、磷酸二氫鋰；所述的鐵鹽為草酸亞鐵、醋酸亞鐵、三氧化二鐵、硝酸鐵、氯化鐵、氫氧化鐵。

11.根據權利要求10所述的適用于高倍率動力電池用的磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于：所述碳材料微粒是天然石墨、人造石墨微粉、導電碳黑、有機物熱解炭和納米導電材料的一種或一種以上組成；所述納米金屬或納米金屬氧化物為納米金屬銀、金屬銅、金屬鋁、氧化鎂、氧化鉻、氧化錳、氧化鈷、氧化鋁、氫氧化鎂、碳酸鎂、硬脂酸鎂、磷酸二氫鎂、五氧化二鈮。