[發(fā)明專利]磷酸鐵鋰納米粉末的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480002124.1
• 申請日: 2014-01-09
• 公開（公告）號(hào): CN104583130B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田仁局;曹昇范;吳明煥
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社LG化學(xué)
• 主分類號(hào): C01B25/45
• 分類號(hào): C01B25/45
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11219
• 代理人: 金龍河,穆德駿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磷酸鐵鋰納米粉末的制備方法。

背景技術(shù)

隨著對移動(dòng)設(shè)備的技術(shù)開發(fā)與需求的增加，對作為能源的二次電池的需求也正急劇增加。在這種二次電池中，能量密度和電壓高、循環(huán)壽命長、自放電率低的鋰二次電池被商用化，并被廣為利用。

現(xiàn)有的鋰二次電池使用含鋰的鈷氧化物(LiCoO₂)作為正極活性物質(zhì)的主要成分，但由于上述含鋰的鈷氧化物的安全性低、價(jià)格昂貴，因而存在難以批量生產(chǎn)鋰二次電池的問題。

最近，與鋰相比，具有3.5V的電壓、3.6g/cm³的高容積密度、170mAh/g的理論容量，且與鈷相比，不僅高溫安全性優(yōu)良，而且價(jià)格低廉的磷酸鐵鋰(LiFePO₄)化合物作為鋰二次電池的正極活性物質(zhì)正受到矚目。

作為上述磷酸鐵鋰化合物的制備方法，眾所周知的有固相法或水熱合成法及超臨界水法等液相法，最近正在研發(fā)以乙二醇或二乙二醇等非水溶液作為反應(yīng)溶劑的醇熱法(glycothermal)。在上述水熱合成法及超臨界水法的情況下，由于在制備磷酸鐵鋰納米粉末時(shí)在高溫/高壓條件下進(jìn)行反應(yīng)，因而存在安全性問題，而根據(jù)上述醇熱法來制備的磷酸鐵鋰納米粉末具有難以控制粒子大小及粒度分布的問題。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問題

為了解決如上所述的問題，本發(fā)明提供磷酸鐵鋰納米粉末的制備方法，上述磷酸鐵鋰納米粉末的制備方法使用醇熱法，并使用新的反應(yīng)溶劑，從而與現(xiàn)有的水熱合成法及超臨界水法相比，能夠在相對低壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)，并且與現(xiàn)有的醇熱法相比，粒子大小及粒度分布得到有效的控制。

解決技術(shù)問題的手段

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一實(shí)施例提供磷酸鐵鋰納米粉末的制備方法，其包括：步驟(a)，在甘油(glycerol)溶劑中放入鋰前體、鐵前體及磷前體來制備混合溶液；以及步驟(b)，向反應(yīng)器投入上述混合溶液并進(jìn)行加熱，在10至100巴(bar)的壓力條件下合成磷酸鐵鋰納米粉末。

另一方面，本發(fā)明提供通過上述磷酸鐵鋰納米粉末的制備方法來制備的磷酸鐵鋰納米粉末及包含上述磷酸鐵鋰納米粉末的正極活性物質(zhì)。

并且，本發(fā)明一實(shí)施例提供包含上述正極活性物質(zhì)的正極及包含上述正極的鋰二次電池。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的磷酸鐵鋰納米粉末的制備方法，與現(xiàn)有的水熱合成法及超臨界水法相比，能夠在相對低壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)，因而能夠確保工序的安全性及經(jīng)濟(jì)性，并與現(xiàn)有的醇熱法相比，能夠容易地制備出粒子大小以及粒度分布得到有效控制的磷酸鐵鋰納米粉末。

以如上所述的方式制備的包含磷酸鐵鋰納米粉末作為正極活性物質(zhì)的鋰二次電池在容量及穩(wěn)定性方面優(yōu)良。

附圖說明

圖1表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例來制備的磷酸鐵鋰納米粉末的X射線衍射(XRD)圖案(實(shí)施例1)。

圖2為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例來制備的磷酸鐵鋰納米粉末的電子顯微鏡(SEM)照片(實(shí)施例1)。

具體實(shí)施方式

以下，對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的說明。

本發(fā)明提供利用液相法之一的醇熱法來制備磷酸鐵鋰納米粉末的方法，具體地，使用甘油(glycerol)作為反應(yīng)溶劑，因而與現(xiàn)有的水熱合成法及超臨界水法相比，不僅能夠在相對低壓的條件下進(jìn)行反應(yīng)，而且與現(xiàn)有的醇熱法相比，能夠制備出粒子大小及粒度分布得到有效控制的磷酸鐵鋰納米粉末。

用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的的一實(shí)施例中，提供磷酸鐵鋰納米粉末的制備方法，上述方法包括：步驟(a)，在甘油(glycerol)溶劑中放入鋰前體、鐵前體以及磷前體來制備混合溶液；以及步驟(b)，向反應(yīng)器投入上述混合溶液并進(jìn)行加熱，在10至100巴的壓力條件下合成磷酸鐵鋰納米粉末。

在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，還能包括步驟(c)，在所述步驟(C)中，對上述合成的磷酸鐵鋰納米粉末進(jìn)行熱處理，在上述納米粉末的個(gè)別粒子的表面的一部分或全部形成涂敷層。

首先，準(zhǔn)備鋰前體、鐵前體及磷前體，將這些放入作為反應(yīng)溶劑的甘油(glycerol)中，并制備出均勻的混合溶液(步驟(a))。