[發(fā)明專利]一種摻雜型改性磷酸鐵鋰正極材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310523782.2
• 申請(qǐng)日: 2013-10-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103545517A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林彭桃君;蔣森;陳夕順
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥恒能新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M4/58
• 分類號(hào): H01M4/58;H01M4/38
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)能源材料領(lǐng)域，特別是一種摻雜型改性磷酸鐵鋰正極材料及其制備方法。

背景技術(shù)

磷酸鐵鋰電極材料主要用于各種鋰離子電池。與傳統(tǒng)的鋰離子二次電池正極材料，尖晶石結(jié)構(gòu)的LiMn2O4和層狀結(jié)構(gòu)的LiCoO2相比，LiMPO4?的原物料來(lái)源更廣泛、價(jià)格更低廉且無(wú)環(huán)境污染。目前現(xiàn)有技術(shù)，磷酸鐵鋰作為一種鋰離子電池正極材料有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)?：（1）相對(duì)較高的理論比容量?170mAh/g?；?（2）好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性；?（3）低成本，低毒性和好的安全性能；（4）循環(huán)壽命長(zhǎng)。但由于磷酸鐵鋰存在電導(dǎo)率低和鋰離子傳導(dǎo)率低的缺陷，從而導(dǎo)致電池的低溫性能差和倍率放電性能差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種摻雜型改性磷酸鐵鋰正極材料及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過(guò)以下方案實(shí)施：

一種摻雜型改性磷酸鐵鋰正極材料，由下列重量份的原料制成：磷酸鐵鋰500、硫磺1-2、沸石4-5、聚乙二醇3-4、氯化鎂3-4、硝酸鎂2-3、改性銀粉4-5、水適量；

所述改性銀粉由下列重量份的原料制成：銀粉100、納米碳1-2、六偏磷酸鈉1-2、硅烷偶聯(lián)劑KH-550?1-2、二硼化鈦2-3、V₂O₅?3-4、SnO₂1-2、B₂O₃?5-7、ZrO₂1-2；將各原料混合均勻，加熱至50-55℃，研磨1-2小時(shí)，分散均勻成粉體，送入煅燒爐中在450-480℃下燒結(jié)2-3小時(shí)即得。

本發(fā)明所述摻雜型改性磷酸鐵鋰正極材料，由以下具體步驟制成：將除改性銀粉外的其它原料混合，加入適量水，研磨2-3小時(shí)得到200-400目漿料，噴霧干燥，烘干后，與改性銀粉混合，加入相當(dāng)于粉體總重量2-3%的聚乙烯蠟粉，攪拌均勻，在12-15Mpa壓力下壓制成坯，放入煅燒爐中在700-720℃下煅燒4-5小時(shí)，取出，冷卻，粉碎成300-400目粉末即可。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)對(duì)磷酸鐵鋰正極材料進(jìn)行改性，顯著提高了材料的低溫性能和循環(huán)性，并且通過(guò)改善材料內(nèi)部成份結(jié)構(gòu)，有效地降低了內(nèi)阻，有利于提高鋰電池的效率；本發(fā)明放電容量大，保證了動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化的一致性和續(xù)航能力，價(jià)格低廉，無(wú)毒性，不造成環(huán)境污染。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

本例采用201010226073.4一種磷酸鐵鋰納米材料的制備方法專利技術(shù)制備的磷酸鐵鋰材料。

一種摻雜型改性磷酸鐵鋰正極材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：磷酸鐵鋰500、硫磺1、沸石4、聚乙二醇3、氯化鎂3、硝酸鎂2、改性銀粉4、水適量；

所述改性銀粉由下列重量份（公斤）的原料制成：銀粉100、納米碳1、六偏磷酸鈉2、硅烷偶聯(lián)劑KH-550?1、二硼化鈦2、V₂O₅?3、SnO₂1、B₂O₃?7、ZrO₂1；將各原料混合均勻，加熱至50-55℃，研磨1-2小時(shí)，分散均勻成粉體，送入煅燒爐中在450-480℃下燒結(jié)2-3小時(shí)即得。

本發(fā)明所述摻雜型改性磷酸鐵鋰正極材料，由以下具體步驟制成：將除改性銀粉外的其它原料混合，加入適量水，研磨2-3小時(shí)得到200-400目漿料，噴霧干燥，烘干后，與改性銀粉混合，加入相當(dāng)于粉體總重量2-3%的聚乙烯蠟粉，攪拌均勻，在12-15Mpa壓力下壓制成坯，放入煅燒爐中在700-720℃下煅燒4-5小時(shí)，取出，冷卻，粉碎成300-400目粉末即可。

本發(fā)明的磷酸鐵鋰正極材料，其首次放電容量達(dá)169mAh/g?；其充放電平臺(tái)相對(duì)鋰電極電位為3.5V?左右，初始放電容量超過(guò)175mAh/g，100?次充放電循環(huán)后容量約衰減2.8％左右。