[發(fā)明專利]一種摻碳磷酸鐵鋰正極材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110003992.X
• 申請日: 2011-01-05
• 公開（公告）號: CN102142544A
• 公開（公告）日: 2011-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張永勝;王宗衡;孫學(xué)磊
• 申請（專利權(quán)）人: 河南捷和新能源材料有限公司
• 主分類號: H01M4/1397
• 分類號: H01M4/1397
• 代理公司: 新鄉(xiāng)市平原專利有限責(zé)任公司 41107
• 代理人: 呂振安

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及磷酸鐵鋰正極材料的制備，特別是一種摻碳磷酸鐵鋰正極材料的制備方法。

背景技術(shù)：

目前所使用的磷酸鐵鋰正極材料主要用來制造鋰離子電池，而磷酸鐵鋰正極材料的制備方法目前主要有高溫固相法：高溫固相法操作簡便，易于實現(xiàn)工業(yè)化，但是由于固體原料難以充分混合，高溫固相法一般具有球磨時間和焙燒時間長、所得產(chǎn)物在顆粒大小和成分上不均勻等缺點；共沉淀法：可以得到細(xì)小且均勻的LiFePO₄顆粒，但是對沉淀過程中需要通惰性氣體防止Fe²⁺的氧化，操作工序多且控制條件較多，不利于實現(xiàn)工業(yè)化。溶膠-凝膠法：制備的材料雖然均勻性較好，但是制備條件要求較苛刻且周期較長，工業(yè)化難度大。所以現(xiàn)在亟需一種適合于工業(yè)化、制造出的材料均勻性好的制造磷酸鐵鋰正極材料制備方法。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的是提供一種適合于工業(yè)化的制造磷酸鐵鋰正極材料的方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種摻碳磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：將鋰源、鐵源、磷源按摩爾比Li∶Fe∶PO₄＝1∶(0.99～1.01)∶1稱重；在20～90℃恒溫加熱、攪拌下，先將磷源、鋰源溶解在去離子水或蒸餾水中，所用去離子水或蒸餾水的質(zhì)量為鐵源質(zhì)量的2～8倍，然后加入有機(jī)酸和鐵源，有機(jī)酸的加入量按有機(jī)酸與鐵源的摩爾比為(0.001～2)∶1，最后加入有機(jī)碳源，使之形成均勻的混合溶液；將此溶液噴霧干燥得到前軀體粉末，然后在氮氣或氬氣保護(hù)下以500～900℃焙燒3～30h，冷卻、過篩(200～400目)后便得到磷酸鐵鋰產(chǎn)品。鐵源為乙酸亞鐵或碳酸亞鐵；鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰或磷酸二氫鋰；磷源為磷酸或磷酸二氫鋰。所述的有機(jī)酸為甲酸或乙酸。當(dāng)鐵源為乙酸亞鐵時，不加入有機(jī)酸；當(dāng)鐵源為碳酸亞鐵時，加入的有機(jī)酸與鐵源的摩爾比為2∶1。所述有機(jī)碳源為葡萄糖、蔗糖、聚乙二醇或聚乙烯醇，加入量為鐵源質(zhì)量的4～70％。本發(fā)明方法工藝簡便，能耗較低，適合于工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實施方式：

實施例1

將329.4g磷酸二氫鋰加入到20℃的1500mL去離子水中，然后加入551.3g乙酸亞鐵，再加入70g蔗糖，將此溶液在200℃下噴霧干燥得到前軀體粉末。在通有氮氣的管式電阻爐中，以5℃/min升溫至650℃，保溫20小時，然后隨爐冷卻至室溫，過200目篩后，得到LiFePO₄/C正極材料。

實施例2

將207.9g磷酸二氫鋰和108.3g甲酸(濃度85％)在30℃下溶解在1200mL去離子水中，然后加入231.7g碳酸亞鐵使之溶解，再加入162.2g葡萄糖，將混合溶液在200℃下噴霧干燥得到前軀體粉末。將前軀體粉末置于通有氬氣的管式電阻爐中，以10℃/min升溫至750℃，保溫18小時，過250目篩后，得到LiFePO₄/C正極材料。

實施例3

將230.6g磷酸(濃度85％)、73.9g碳酸鋰溶解在1000mL去離子水中，在40℃水浴加熱、攪拌下加入121g冰乙酸、231.7g碳酸亞鐵，然后加入50g聚乙二醇，在250℃下噴霧干燥得到前軀體粉末。將前軀體粉末置于通有氬氣的管式電阻爐中，以10℃/min升溫至800℃，保溫6小時得，過300目篩后，到LiFePO₄/C正極材料。

實施例4

將345.9g磷酸(濃度85％)、125.9g氫氧化鋰(一水合物)溶解在1500mL去離子水中，然后加入521.8g乙酸亞鐵，在90℃水浴加熱、攪拌下加入21g聚乙烯醇，將混合溶液在250℃下噴霧干燥得到前軀體粉末。將前軀體粉末置于通有氮氣的管式電阻爐中，以5℃/min升溫至700℃，保溫10小時，過400目篩后，得到LiFePO₄/C正極材料。