[發明專利]一種磷酸二氫銨復合物的合成方法

有效

• 申請號: 201410060992.7
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN103811755A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 劉大軍;吳以洪
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源股份公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種合成鋰電池正極材料磷酸鐵鋰原料的制備工藝，具體涉及到一種磷酸二氫銨復合物的合成方法，

背景技術

磷酸鐵鋰材料被公認為是最安全的鋰離子電池正極材料，被廣泛應用于儲能設備、電動工具、汽車用動力電池、移動電源等方面。由于磷酸鐵鋰材料本身離子傳導率差，在充放電過程中鋰離子脫嵌速度不是太理想，影響了其電化學性能發揮，目前主要通過碳包覆、摻雜等方法對其進行電化學改性。在碳包覆改性磷酸鐵鋰材料電化學性能中，首選碳源為有機糖類，特別是蔗糖和葡萄糖，但在以草酸亞鐵為鐵源，有機溶劑（特別是無水乙醇和丙酮）體系中合成磷酸鐵鋰的工藝路線中，存在添加的碳源混合不均導致碳包覆不均勻現象，究其原因主要是添加的糖類不溶解于有機溶劑中，造成與其他原料之間存在分散不均，同時由于研磨設備采用低溫冷卻水來降低研磨過程中產生的大量熱能，從而使研磨漿料溫度較低，這使糖類不宜于溶解分散，最終造成碳包覆不均勻現象的出現。碳包覆是磷酸鐵鋰改性方法中普遍使用手段之一，但由于碳的添加方式和包覆不均勻，導致合成的磷酸鐵鋰在碳含量上出現批次不穩定，進而影響材料的加工性能性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的缺陷，提供一種提高合成磷酸鐵鋰過程中碳源混合均勻度的磷酸二氫銨復合物的合成方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案實現：

一種磷酸二氫銨復合物的合成方法，包括如下方法步驟：

（1）、用去離子水溶解磷酸二氫銨，在一定溫度下配置成過飽和溶液，用去離子水溶解有機糖類，在該溫度下配置成一定質量分數的有機糖類溶液，攪拌狀態下，混合均勻上述兩種溶液，靜置待用；

（2）、將上述混合溶液在攪拌狀態下，按一定速度加入到有機溶劑中，完成后室溫下靜止，過濾得到結晶產物，在低溫下對所得結晶產物進行干燥處理，制備得到磷酸二氫銨復合物。

優選地，所述步驟（1）中配制溫度為20-100℃。

優選地，所述步驟（1）中配置的有機糖類溶液質量分數為30-80%。

優選地，所述步驟（1）中有機糖類為蔗糖、葡萄糖、果糖、麥芽糖中的一種或兩種以上。

優選地，所述步驟（2）中有機溶劑為常溫狀態下的無水乙醇、丙酮中的一種或兩種。

優選地，所述步驟（2）中在攪拌狀態下，按照5-1000mL/min的速度將混合溶液添加到有機溶劑中。

所述步驟（2）中室溫下靜止1-5h。

優選地，所述步驟（2）中過濾后低溫干燥條件為-10-5℃，干燥時間為2-10h。

本發明的有益效果：本發明中磷酸二氫銨和有機糖類能夠到達分子尺度的混合，具有物相分布均勻的特點，從而避免了在有機溶劑體系中以磷酸二氫銨為原料合成磷酸鐵鋰時，出現碳源混合不均勻導致碳包覆不均的現象，使合成的磷酸鐵鋰在碳含量上趨于穩定。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細描述。

本發明中磷酸二氫銨采用市售工業級磷酸二氫銨。

磷酸二氫銨復合物的合成方法，包括如下方法步驟：

（1）、用去離子水溶解磷酸二氫銨，在溫度為20-100℃下配置成過飽和溶液，用去離子水溶解有機糖類，有機糖類為蔗糖、葡萄糖、果糖、麥芽糖中的一種或兩種以上，在該溫度下配置成質量分數為30-80%的有機糖類溶液，攪拌狀態下，混合均勻上述兩種溶液，靜置待用；

（2）、將上述混合溶液在攪拌狀態下，按照5-1000mL/min的速度將混合溶液添加到有機溶劑中。有機溶劑為常溫狀態下的無水乙醇、丙酮中的一種或兩種。完成后室溫下靜止1-5h，過濾得到結晶產物，在低溫下對所得結晶產物進行干燥處理，制備得到磷酸二氫銨復合物。低溫干燥條件為-10-5℃，干燥時間為2-10h。

實施例1

取市售工業級磷酸二氫銨500g，在25℃下用去離子水溶解配置成過飽和溶液，取65g蔗糖用去離子水溶解配置成質量分數為40%的蔗糖溶液，勻速攪拌下將上述兩種溶液混合，將混合溶液按500mL/min的速度蠕動添加到無水乙醇中，實際生產過程中，開啟攪拌器，添加完成后室溫下靜止1h，通過過濾將結晶析出，固體與溶液分離，過濾產物在0℃下干燥2h后待用。