[發明專利]一種摻雜改性的磷酸鐵鋰正極材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201310523853.9
• 申請日: 2013-10-30
• 公開（公告）號: CN103531807A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發明（設計）人: 林彭桃君;蔣森;陳夕順
• 申請（專利權）人: 合肥恒能新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M4/62
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及化學能源材料領域，特別是一種摻雜改性的磷酸鐵鋰正極材料及其制備方法。

背景技術

磷酸鐵鋰電極材料主要用于各種鋰離子電池。與傳統的鋰離子二次電池正極材料，尖晶石結構的LiMn2O4和層狀結構的LiCoO2相比，LiMPO4?的原物料來源更廣泛、價格更低廉且無環境污染。目前現有技術，磷酸鐵鋰作為一種鋰離子電池正極材料有其獨特的優點?：（1）相對較高的理論比容量?170mAh/g?；?（2）好的熱穩定性和化學穩定性；?（3）低成本，低毒性和好的安全性能；（4）循環壽命長。但由于磷酸鐵鋰存在電導率低和鋰離子傳導率低的缺陷，從而導致電池的低溫性能差和倍率放電性能差。

發明內容

本發明的目的是提供一種摻雜改性的磷酸鐵鋰正極材料及其制備方法。

為了實現本發明的目的，本發明通過以下方案實施：

一種摻雜改性的磷酸鐵鋰正極材料，由下列重量份的原料制成：磷酸鐵鋰500、氧化銅3-4、氧化鈷2-3、氧化鎳5-6、五氧化二釩2-3、明礬1-2、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、三氧化二銻2-3、殼聚糖2-3、交聯劑?TAC2-3、云母粉3-4、硼化鈮1-2、Nb₂O₅1-2、碳酸鉀2-3；將各原料混合均勻，加熱至50-55℃，研磨1-2小時，分散均勻成粉體，送入煅燒爐中在550-580℃下燒結2-3小時即得。

本發明所述摻雜改性的磷酸鐵鋰正極材料，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650-700℃下煅燒4-5小時，取出，冷卻，粉碎成300-400目粉末即可。

本發明的有益效果是：本發明添加改性銀粉，提高了材料導電性，并有效抑制晶體的長大，得到均勻分散的磷酸鐵鋰材料；本發明摻雜離子的分布均勻，放電容量大，保證了動力電池產業化的一致性和續航能力，價格低廉，無毒性，安全性能好、原材料來源廣泛，不造成環境污染。

具體實施方式

下面通過具體實例對本發明進行詳細說明。

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制備的磷酸鐵鋰材料。

一種摻雜改性的磷酸鐵鋰正極材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：磷酸鐵鋰500、氧化銅3、氧化鈷2、氧化鎳5、五氧化二釩2、明礬1、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、三氧化二銻3、殼聚糖2、交聯劑?TAC2、云母粉4、硼化鈮1、Nb₂O₅1、碳酸鉀3；將各原料混合均勻，加熱至50-55℃，研磨1-2小時，分散均勻成粉體，送入煅燒爐中在550-580℃下燒結2-3小時即得。

本發明所述摻雜改性的磷酸鐵鋰正極材料，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650-700℃下煅燒4-5小時，取出，冷卻，粉碎成300-400目粉末即可。

本發明的磷酸鐵鋰正極材料，其首次放電容量達164mAh/g?；其充放電平臺相對鋰電極電位為3.5V?左右，初始放電容量超過176mAh/g，100?次充放電循環后容量約衰減2.8％左右。