[發明專利]一種磷酸鐵鋰及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201310739960.5
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN104752716B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 李陽;曹文玉;張文偉;連水平
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司11283
• 代理人: 李婉婉,張苗

1.一種磷酸鐵鋰的制備方法，該方法包括將水溶性二價鐵源、水溶性磷源以及水溶性鋰源接觸并反應，所述水溶性磷源為磷酸和/或水溶性磷酸鹽，其特征在于，所述反應的方式包括將接觸產物的pH值調節至堿性，并將堿性產物快速升溫至80-240℃進行第一反應，然后將所述第一反應的產物降至20-50℃并將其pH值調節至酸性，再將酸性產物快速升溫至80-240℃進行第二反應；所述快速升溫是指升溫速率不低于10℃/s。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其中，將所述堿性產物快速升溫與將所述酸性產物快速升溫的升溫速率相同或不同，并各自獨立地為30-250℃/s。

3.根據權利要求1或2所述的制備方法，其中，所述堿性產物的pH值為7.5-14，所述酸性產物的pH值為4-6.5。

4.根據權利要求1或2所述的制備方法，其中，將所述堿性產物快速升溫至80-240℃的方法為將所述堿性產物滴加至溫度為80-240℃的水中；將所述酸性產物快速升溫至80-240℃的方法為將所述酸性產物滴加至溫度為80-240℃的水中。

5.根據權利要求1或2所述的制備方法，其中，所述第一反應的條件包括：反應溫度為80-240℃，反應壓力為0-5MPa，反應時間為0.5-5小時。

6.根據權利要求1或2所述的制備方法，其中，所述第二反應的條件包括：反應溫度為80-240℃，反應壓力為0-5MPa，反應時間為2-14小時。

7.根據權利要求1或2所述的制備方法，其中，所述水溶性二價鐵源的用量、所述水溶性磷源的用量以及所述水溶性鋰源的用量使得到的接觸產物中Fe²⁺、PO₄^3-與Li⁺的摩爾比為（0.95-1.05）:（0.95-1.05）:3。

8.根據權利要求7所述的制備方法，其中，所述水溶性二價鐵源選自氯化亞鐵、溴化亞鐵、氟硅酸亞鐵、硝酸亞鐵、高氯酸亞鐵、硫酸亞鐵和醋酸亞鐵中的一種或多種；所述水溶性磷酸鹽選自磷酸二氫鋰、磷酸鈉、磷酸二氫銨、磷酸氫二銨和磷酸鉀中的一種或多種；所述水溶性鋰源選自氫氧化鋰、乙酸鋰、苯甲酸鋰、溴酸鋰、溴化鋰、氯酸鋰、氯化鋰、氟化鋰、氟硅酸鋰、甲酸鋰、碘化鋰、硝酸鋰、高氯酸鋰、酒石酸鋰和碳酸鋰中的一種或多種。

9.根據權利要求1所述的制備方法，其中，該方法還包括將表面活性劑與水溶性二價鐵源、水溶性磷源以及水溶性鋰源一起進行接觸并反應；所述表面活性劑的用量與所述水溶性鋰源的用量的摩爾比為（0.0001-0.01）:1。

10.根據權利要求9所述的制備方法，其中，所述表面活性劑選自十六烷基三甲基溴化銨、月桂酸酯季銨鹽、十六烷基苯磺酸鈉、檸檬酸、聚乙二醇、十六烷基硫酸鈉、吉米奇季銨鹽和十二烷基甘油醚羧酸鹽中的一種或多種。

11.根據權利要求1、2、9或10所述的制備方法，其中，該方法還包括將所述第二反應產物與有機碳源進行混合并噴霧干燥，再將得到的噴霧干燥產物進行焙燒。

12.根據權利要求11所述的制備方法，其中，以100重量份的所述第二反應產物的干重計，所述有機碳源的用量為2-20重量份；所述有機碳源選自葡萄糖、蔗糖、乳糖、麥芽糖、酚醛樹脂和環氧樹脂中的一種或多種。

13.根據權利要求11所述的制備方法，其中，所述噴霧干燥的溫度為60-150℃。

14.根據權利要求11所述的制備方法，其中，所述焙燒的條件包括：焙燒溫度為600-750℃，焙燒時間為3-12小時。

15.由權利要求1-14中任意一項所述的制備方法制備得到的磷酸鐵鋰。

16.權利要求15所述的磷酸鐵鋰作為正極活性材料的應用。