[發(fā)明專利]一種鋰二次電池正極材料氟磷酸鈷鋰的水熱制備方法

有效

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• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104401957A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馮季軍;黃志鵬;王雪華;鄒舟;李燁;金釗
• 申請（專利權(quán)）人: 濟南大學(xué)
• 主分類號: C01B25/455
• 分類號: C01B25/455;H01M4/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種鋰二次電池高電壓、高能量密度正極材料氟磷酸鈷鋰的制備方法，其特征在于首次采用水熱法制備該材料，且包括氟化物在內(nèi)的所有反應(yīng)原料一次性加入水熱釜中，主要包括以下步驟：

1）將一定化學(xué)計量比的磷酸根源、鈷源、鋰源和氟源化合物分別加入水中，攪拌混合均勻后得到混合溶液；

2）將步驟1）所得的混合溶液轉(zhuǎn)移至聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，經(jīng)水熱反應(yīng)后冷卻至室溫；

3）將步驟2）所得的混合物除水干燥后得前驅(qū)體；

4）將步驟3）所得的前驅(qū)體粉末壓片制坯后，在惰性氣氛下，經(jīng)預(yù)燒和煅燒兩步燒結(jié)，冷卻至室溫，研磨后即得目標(biāo)產(chǎn)物氟磷酸鈷鋰。

2.如權(quán)利要求1所述的氟磷酸鈷鋰正極材料的水熱制備方法，其特征在于所述磷酸根源、鈷源、鋰源和氟源化合物的摩爾比為1：1：2：1。

3.如權(quán)利要求1所述的氟磷酸鈷鋰正極材料的水熱制備方法，其特征在于所述磷酸根源化合物為磷酸、磷酸銨、磷酸氫銨、磷酸二氫銨中的至少一種，所述鈷源化合物為乙酸鈷、草酸鈷、硝酸鈷中的至少一種，所述鋰源化合物為乙酸鋰、草酸鋰、氟化鋰、氫氧化鋰、碳酸鋰中的至少一種，所述氟源化合物為氟化鋰、氟化銨中的至少一種。

4.如權(quán)利要求1所述的氟磷酸鈷鋰正極材料的水熱制備方法，其特征在于所述水熱反應(yīng)的溫度為160~220℃，水熱反應(yīng)的時間為5~20h。

5.如權(quán)利要求1所述的氟磷酸鈷鋰正極材料的水熱制備方法，其特征在于所述水熱反應(yīng)后所得混合物的除水干燥方式為水浴加熱蒸發(fā)、干燥箱烘干、真空干燥中的至少一種，干燥除水溫度為60~120℃。

6.如權(quán)利要求1所述的氟磷酸鈷鋰正極材料的水熱制備方法，其特征在于所述前驅(qū)體粉末壓片制坯的壓力為1~10MPa。

7.如權(quán)利要求1所述的氟磷酸鈷鋰正極材料的水熱制備方法，其特征在于所述惰性氣氛為氮氣、氬氣、氦氣、氫氣中的至少一種。

8.如權(quán)利要求1所述的氟磷酸鈷鋰正極材料的水熱制備方法，其特征在于所述預(yù)燒溫度為200~400℃，預(yù)燒時間為1~8h；煅燒溫度為500~750℃，煅燒時間為2~20h。

9.如權(quán)利要求1所述的氟磷酸鈷鋰正極材料的水熱制備方法，其特征在于所述冷卻方式為程序控制緩慢降溫、在管式爐中自然冷卻、煅燒后樣品直接取出快速降溫、將樣品投入水中淬火，將樣品投入液氮中淬火中的至少一種。