[發明專利]一種多元復合磷酸鹽納米正極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201510244259.5
• 申請日: 2015-05-14
• 公開（公告）號: CN104934600B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 張文新;章明;王耀南;陳惠明;錢文連
• 申請（專利權）人: 廈門廈鎢新能源材料有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/0525
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司35218
• 代理人: 方惠春

1.一種多元復合磷酸鹽納米正極材料，其特征在于，多元復合磷酸鹽納米正極材料是結構式為Li_1.01Mn_xFe_0.98-xCo_0.01Ni_0.01PO₄F_0.01/C的粉末，其范圍是0≤x≤0.98；

所述多元復合磷酸鹽納米正極材料的制備方法，其步驟為，

前軀體的制備：在反應釜中將氫氧化鋰按摩爾比Li：P＝3：1的量加入到質量分數為30％～85％的磷酸溶液，混合時強力攪拌，形成白色漿料；待溶液冷卻至25℃后，依次往溶液中加入一定量氟化鈉、抗壞血酸、亞硫酸溶液、聚乙二醇2000，攪拌并通N₂，按摩爾比(Fe+Mn)：Ni：Co：P＝0.98：0.01：0.01：1將硫酸亞鐵、硫酸錳、醋酸鎳、硫酸鈷加入反應釜內，攪拌并通氮氣，直至漿料中的溶解氧濃度低于0.05g/ml；密閉反應釜按2℃/min的加熱速率升溫至110℃，然后按5～10℃/min的加熱速率升溫至200～250℃，并保溫3～10小時；再自然冷卻至常溫后，漿料在過濾機中用去離子水洗滌；

碳包覆：將所得漿料加入一定量的糖和氟化鋰，所述糖為蔗糖或葡萄糖，加入適量的無鹽水將其調制成水的質量百分含量為30％～80％的漿料，球磨處理1～10小時，漿料經過噴霧干燥得到干燥粉末；

高壓滲碳燒結：將所得干燥粉末加入高壓回轉爐中，分三步進行燒結，第一步，通入氮氣氣氛條件下熱處理；第二步，密閉高壓回轉爐，升溫后保溫，碳源加熱后爐內會產生自生壓力，壓力范圍控制在0.2-1.0MPa；第三步，爐內泄壓并在通氮氣條件下熱處理，冷卻后得到Li_1.01Mn_xFe_0.98-xCo_0.01Ni_0.01PO₄F_0.01/C粉末，0≤x≤0.98。

2.權利要求1所述多元復合磷酸鹽納米正極材料，其特征在于，前軀體的制備中所加入的氟化鈉的重量為氫氧化鋰重量的0.1～0.5％；所加入的抗壞血酸重量為氫氧化鋰重量的1～10％；所加入的亞硫酸溶液是質量分數為6％SO₂水溶液，加入量為氫氧化鋰重量的1～10％；所加入聚乙二醇2000的重量為氫氧化鋰重量的0.5～1.0％。

3.權利要求1所述多元復合磷酸鹽納米正極材料，其特征在于，所述碳包覆中所加入蔗糖或葡萄糖質量為所合成漿料中固體質量的3-10％，所加入氟化鋰和磷酸的摩爾比為P：F＝1：0.01。

4.權利要求1所述多元復合磷酸鹽納米正極材料，其特征在于，所述高壓滲碳燒結為將所得干燥粉末加入高壓回轉爐中，分三步進行燒結，第一步，通入氮氣氣氛條件下200℃熱處理1-2小時；第二步，密閉高壓回轉爐，升溫至600℃保溫2-5小時，碳源加熱后爐內會產生自生壓力，壓力范圍控制在0.2-1.0MPa；第三步，爐內泄壓并在通氮氣條件下700℃處理1-10小時，冷卻后得到Li_1.01Mn_xFe_0.98-xCo_0.01Ni_0.01PO₄F_0.01/C粉末，0≤x≤0.98。

5.權利要求1所述多元復合磷酸鹽納米正極材料用于鋰離子電池正極材料的用途。