[發(fā)明專利]FePO4/高分子裂解碳復(fù)合材料及其制備方法以及NH4Fe2(OH)(PO4)2·2H2O/高分子復(fù)合材料及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210057607.4
• 申請(qǐng)日: 2012-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN102694169A
• 公開（公告）日: 2012-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 應(yīng)皆榮;劉世琦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖北萬潤(rùn)新能源科技發(fā)展有限公司;寧波工程學(xué)院
• 主分類號(hào): H01M4/58
• 分類號(hào): H01M4/58
• 代理公司: 深圳市嘉宏博知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 44273
• 代理人: 楊敏

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于能源材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及FePO₄/高分子裂解碳復(fù)合材料及其制備方法以及用于制備該復(fù)合材料的NH₄Fe₂(OH)(PO₄)₂·2H₂O/高分子復(fù)合材料及其制備方法，該復(fù)合材料是制備鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的理想前驅(qū)體。

背景技術(shù)

磷酸鐵鋰正極材料具有高安全、長(zhǎng)壽命等優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的鋰離子動(dòng)力電池正極材料。隨著新能源汽車等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，動(dòng)力電池的市場(chǎng)需求高速增長(zhǎng)，對(duì)磷酸鐵鋰正極材料的需求也隨之快速增長(zhǎng)。

磷酸鐵鋰正極材料的制備工藝多種多樣。其中，以磷酸鐵為前驅(qū)體，通過碳熱還原過程制備磷酸鐵鋰這一工藝的優(yōu)勢(shì)已逐漸得到人們的公認(rèn)，有可能發(fā)展成為磷酸鐵鋰制備的標(biāo)準(zhǔn)工藝。高品質(zhì)電池級(jí)磷酸鐵的制備新技術(shù)日益受到重視。

磷酸鐵的工業(yè)生產(chǎn)已有多年歷史，通常采用三價(jià)鐵鹽或二價(jià)鐵鹽為原料，加入磷酸或磷酸鹽，配成混合溶液，再用堿溶液沉淀制得。

我們?cè)诘?01110419619.2號(hào)中國發(fā)明專利申請(qǐng)“電池級(jí)無水磷酸鐵及其制備方法”中，公開了一種電池級(jí)磷酸鐵及其制備方法。該電池級(jí)磷酸鐵為具有正交晶型的電池級(jí)無水磷酸鐵。其制備方法是采用以空氣為氧化劑的氧化沉淀法，將二價(jià)鐵鹽與磷酸或磷酸鹽的混合物水溶液，加入pH值調(diào)節(jié)劑溶液，通入空氣，攪拌反應(yīng)生成含有銨根、氫氧根和結(jié)晶水的結(jié)晶態(tài)復(fù)合物；再經(jīng)固液分離、洗滌、烘干、焙燒制備而得。該電池級(jí)磷酸鐵是制備鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的理想原料。該制備方法適于高品質(zhì)電池級(jí)磷酸鐵的規(guī)模、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、可靠生產(chǎn)，具有明顯的優(yōu)勢(shì)，很有實(shí)用價(jià)值。

然而，該電池級(jí)無水磷酸鐵由于純度高，未經(jīng)有用成分修飾，制備所得磷酸鐵鋰材料的導(dǎo)電性有待改善，影響電池的高倍率性能和低溫性能；為改善導(dǎo)電性，需在配料研磨時(shí)加入導(dǎo)電添加劑進(jìn)行修飾，而且要將磷酸鐵前驅(qū)體磨得很細(xì)，以保證前驅(qū)體與導(dǎo)電添加劑的充分接觸。上述因素致使采用該電池級(jí)無水磷酸鐵制備鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的生產(chǎn)工藝較為復(fù)雜，產(chǎn)品品質(zhì)尚具有進(jìn)一步提升的空間；如能預(yù)先將磷酸鐵前驅(qū)體與導(dǎo)電添加劑原位充分均勻復(fù)合，將會(huì)有更理想的效果。

因此，如何預(yù)先將磷酸鐵前驅(qū)體與導(dǎo)電添加劑原位充分均勻復(fù)合成為進(jìn)一步研發(fā)方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決上述電池級(jí)無水磷酸鐵存在的缺點(diǎn)，在原有專利技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單、品質(zhì)優(yōu)良、適于制備高導(dǎo)電性磷酸鐵鋰正極材料的FePO₄/高分子裂解碳復(fù)合材料及其制備方法以及用于制備該復(fù)合材料的NH₄Fe₂(OH)(PO₄)₂·2H₂O/高分子復(fù)合材料及其制備方法。

本發(fā)明是通過以下方案實(shí)現(xiàn)的：

上述的FePO₄/高分子裂解碳復(fù)合材料，所述FePO₄為具有正交晶型的無水FePO₄，所述高分子裂解碳為聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚苯乙烯、聚丙烯酸、聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺中的至少一種高分子在惰性氣體氣氛下高溫焙燒的熱裂解碳。

所述的FePO₄/高分子裂解碳復(fù)合材料的制備方法，是先通過原位復(fù)合法制備NH₄Fe₂(OH)(PO₄)₂·2H₂O/高分子復(fù)合材料，再在惰性氣體氣氛中焙燒，使NH₄Fe₂(OH)(PO₄)₂·2H₂O分解轉(zhuǎn)化為FePO₄，高分子熱裂解為碳，制得FePO₄/高分子裂解碳復(fù)合材料。