[發(fā)明專利]一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210481007.0
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103165886A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李旺;王張志;蒼松;王葉滔;顧建鋒;王漢杰
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州金馬能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;C01B25/45
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務(wù)所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體;金磊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磷酸亞鐵鋰的制備方法，尤其是涉及一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法。

背景技術(shù)

市售鋰離子正極材料主要有LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄等。LiCoO₂是目前商品化主導的正極材料，但安全系數(shù)低、鈷資源稀缺和成本提高，市場占有份額呈現(xiàn)逐年遞減的趨勢。尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn₂O₄成本低，但容量低，循環(huán)性能差。LiFePO₄正極材料理論容量高（170mAh/g）、循環(huán)壽命長（2000次）、高溫環(huán)境下工作穩(wěn)定無異常變化。

表1為LiCoO₂、LiMn₂O₄、LiFePO₄的理論振實密度與實際振實密度。

正極材料LiCoO₂LiMn₂O₄LiFePO₄理論振實密度(g/ml)5.14.23.6實際振實密度(g/ml)2.81.81.1

但是磷酸亞鐵鋰電子電導率低，離子擴散速度慢，采用原位碳包覆納米技術(shù)是提高其電性能最普遍的方法；但卻大幅度降低了振實密度，使LiFePO₄/C的體積比容量顯著下降，制成的電池體積較大，限制了LiFePO₄/C的實際應(yīng)用。目前國內(nèi)也有一些專利報道過提高磷酸亞鐵鋰材料的振實密度，但用的都是比較復雜、難控制的化學方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是提供一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法，其主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的磷酸亞鐵鋰材料振實密度低、體積容量比小、難以廣泛應(yīng)用等的技術(shù)問題。

本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決：

本發(fā)明的一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法，其特征在于所述的方法包括：

a．將鋰鹽、鐵鹽、磷鹽混合，其中Li:Fe:P摩爾比為1-1.2:1:1-1.1，再加入摻雜改性劑和碳源，在珠磨機中進行濕法球磨；

b．將步驟a所得原料進行噴霧干燥；

c．將干燥后的前驅(qū)體在惰性或還原氣氛中進行預燒結(jié)，保溫后隨爐冷卻至室溫，得到預燒結(jié)產(chǎn)物；

d．將預燒結(jié)產(chǎn)物在惰性或還原氣氛保護爐中進行燒結(jié)，保溫后充分燒結(jié)，隨爐冷卻至室溫，即得到LiFePO₄/C；

e．將步驟d合成出的LiFePO₄/C材料放入到旋轉(zhuǎn)式融合球化機中進行處理，頻率5-35Hz，時間為5min-300min，最后制備出成品高振實密度磷酸亞鐵鋰材料。

惰性或還原氣氛為氮氣、氬氣、氫氣中一種或幾種組合。

作為優(yōu)選，所述的方法采用離心式噴霧干燥造粒，其入口溫度為150-250℃，出口溫度為60-100℃。

作為優(yōu)選，所述的步驟c中預燒結(jié)溫度為200-450℃，保溫2-10h；步驟d中燒結(jié)溫度為550-800℃保溫燒結(jié)4-20h。