[發明專利]超細納米磷酸鐵鋰電極材料的制備方法及應用

無效

• 申請號: 201210164537.2
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN102674291A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 黃桂清;莫博山
• 申請（專利權）人: 廣西諾方儲能科技有限公司
• 主分類號: C01B25/45
• 分類號: C01B25/45;H01M4/58;B82Y40/00
• 代理公司: 廣西南寧匯博專利代理有限公司 45114
• 代理人: 鄧曉安

1.超細納米磷酸鐵鋰電極材料的制備方法，其特征在于：用鐵源化合物與磷源化合物為原料，先制得納米磷酸亞鐵鹽作前驅體，然后再用磷酸亞鐵鹽和鋰源化合物制備超細納米磷酸鐵鋰電極材料，具體包括下列步驟：

（1）先將鐵源化合物與磷酸和/或磷化合物按摩爾比反應混合反應制得磷酸亞鐵鹽溶液，反應溫度控制在25℃～100℃之間，反應時間1～10小時，反應pH?3.0～6.5；鐵磷摩爾比為Fe/P=1.0～1.5；

（2）用堿調pH值沉淀析出磷酸亞鐵鹽，離心分離，再用去離子水洗滌得到精化的磷酸亞鐵鹽并分離磷酸亞鐵鹽；

（3）鋰源化合物和磷酸亞鐵鹽按摩爾比在無碳源化合物或有碳源化合物條件下，在水或有機溶劑中混合，溫度控制在室溫至溶液沸點之間，時間控制在2~8小時，混合反應，形成具有納米尺寸大小的第一磷酸鐵鋰前驅體LFP1；

（4）將所得LFP1在無氧氣氛或通過抽真空充入惰性氣體保護下，溫度控制在300℃~450℃煅燒2~10小時，冷卻后粉碎過篩，制得第二納米磷酸鐵鋰前驅體LFP2；?

（5）將所得LFP1或LFP2在無氧氣氛或通過抽真空充入惰性氣體保護下，于300℃~450℃煅燒2~5小時，繼續升溫至500℃~800℃煅燒2~15小時，冷卻后制得具有超細納米顆粒球形或類球形或非球形顆粒磷酸鐵鋰正極材料LFP。

2.根據權利要求1所述的超細納米磷酸鐵鋰電極材料的制備方法，其特征在于：所述的磷酸亞鐵鹽前驅體是磷酸亞鐵（Fe₃(PO₄)₂·8H₂O）和磷酸亞鐵銨（NH₄FePO₄）。

3.根據權利要求1所述的超細納米磷酸鐵鋰電極材料的制備方法，其特征在于：所述的LFP是LiFePO_4、NaFePO₄?、Li2FePO₄F和Na₂FePO₄F，其中LiFePO₄的Li：Fe：P摩爾比是：1：1：1；?NaFePO₄的Na：Fe：P摩爾比是：1：1：1；Li₂FePO₄F的Li：Fe：P：F摩爾比是：2：1：1：1；Na₂FePO₄F的Na：Fe：P:?F摩爾比是：2：1：1：?1。

4.根據權利要求1所述的超細納米磷酸鐵鋰電極材料的制備方法，其特征在于：所述的第（1）步的鐵源是鐵粉、二價鐵源化合物如硫酸亞鐵、氧化亞鐵、碳酸亞鐵、硝酸亞鐵、氫氧化亞鐵、氯化亞鐵和草酸亞鐵其中的一種或兩種以上混合物。

5.根據權利要求1所述的超細納米磷酸鐵鋰電極材料的制備方法，其特征在于：所述的第（3）步的鋰源化合物是碳酸鋰、氧化鋰、醋酸鋰、氫氧化鋰、草酸鋰、甲酸鋰、磷酸鋰、氟化鋰、碘化鋰、硝酸鋰、氯化鋰、硫酸鋰和磷酸二氫鋰中的一種或兩種以上混合物。

6.根據權利要求1所述的超細納米磷酸鐵鋰電極材料的制備方法，其特征在于：所述的第（2）步的所述的堿是氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、草酸鈉、甲酸鈉、磷酸鈉中的一種或兩種以上混合物。

7.根據權利要求1所述的超細納米磷酸鐵鋰電極材料的制備方法，其特征在于：所述的第（3）步的碳源化合物是無機碳、有機碳、高分子聚合物或天然提取物碳化合物，碳源化合物是每摩爾碳重量1-15g。

8.根據權利要求7所述的超細納米磷酸鐵鋰電極材料的制備方法，其特征在于：所述的無機碳源包括導電碳黑、乙炔碳黑、納米碳、納米碳管、石墨烯和石墨烯復合物的其中一種或多種組合；所述的有機碳源包括蔗糖、果糖、葡萄糖十六醇、羧基酸化合物丙二酸、已二酸、丙烯酸、水楊酸、月桂酸、抗壞血酸、油酸、異已酸和檸檬酸的其中一種或多種組合；高分子聚合物是聚乙醇（PEG）、聚乙烯醇（PVA）、聚乙醇縮丁醛（PVB）、聚丙烯、聚乙烯吡咯烷酮（PUP）和聚丙烯酸的其中一種或多種組合；所述的天然提取物碳源是黃豆油、纖維素及其纖維素衍生物、甲殼素、淀粉和煤油的其中一種或多種組合。