[發(fā)明專(zhuān)利]一種磷酸鐵鋰正極材料的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610227167.0
• 申請(qǐng)日: 2016-04-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105720256B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊仲英
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 山東海帝新能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 代芳

本發(fā)明涉及一種磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，該方法包括如下步驟：（1）制備磷酸鐵鋰材料。（2）制備正極活性材料包覆液。（3）包覆。方法制備的正極材料，具有較好的導(dǎo)電性和循環(huán)性能，具有較高的比容量和較長(zhǎng)的使用壽命。

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磷酸鐵鋰正極材料的制備方法。

背景技術(shù)

汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展，推動(dòng)了全球機(jī)械、能源、交通等產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展，但燃油汽車(chē)在造福人類(lèi)的同時(shí)，尾氣排放也給人類(lèi)居住環(huán)境造成了嚴(yán)重污染。環(huán)保和能源短缺的要求帶動(dòng)了電動(dòng)汽車(chē)(EV)及動(dòng)力電池的發(fā)展。目前電動(dòng)車(chē)存在的主要問(wèn)題在于價(jià)格、續(xù)駛里程、動(dòng)力性能等方面，而這些問(wèn)題都與電池技術(shù)密切相關(guān)，電池技術(shù)和電池材料的研究開(kāi)發(fā)將對(duì)其發(fā)展起決定性作用，因而尋找開(kāi)發(fā)高比能量、價(jià)格便宜、安全可靠的正極材料對(duì)動(dòng)力電源用鋰離子電池的開(kāi)發(fā)具有非常重要的意義。

目前商業(yè)化的鋰離子正極材料主要是以磷酸鐵鋰(LiFePO4)、三元材料(鎳鈷錳三元材料NCM、鎳鈷鋁三元材料NCA)以及錳酸鋰(LiMn2O4)等為主，其中錳酸鋰電池循環(huán)壽命短且高溫環(huán)境下循環(huán)壽命更差，而三元材料作為動(dòng)力電池存在安全性問(wèn)題。磷酸鐵鋰原料價(jià)格低，理論容量大，循環(huán)壽命長(zhǎng)，是鋰電池公認(rèn)的最有發(fā)展前景的產(chǎn)品。

對(duì)于磷酸鐵鋰的離子和電子導(dǎo)電性差的缺點(diǎn)，一般的改性方法為碳包覆、材料顆粒納米化和金屬離子摻雜等，通過(guò)以上方法來(lái)提高電池的倍率性能、改善其循環(huán)穩(wěn)定性。其中納米化使材料的加工性能變差，摻雜改性工藝較復(fù)雜，有待于改進(jìn)和發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，使用該方法制備的正極材料，具有較好的導(dǎo)電性和循環(huán)性能，具有較高的比容量和較長(zhǎng)的使用壽命。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，該方法包括如下步驟：

（1）制備磷酸鐵鋰材料

按照化學(xué)計(jì)量比1:1:1的比例分別稱(chēng)取碳酸鋰、磷酸二氫銨、草酸亞鐵，加入無(wú)水乙醇混合均勻后進(jìn)行以400-500rpm轉(zhuǎn)速球磨6-10h，然后在70-90℃真空干燥10-20h得到磷酸鐵鋰前驅(qū)體粉；

將制得的磷酸鐵鋰前驅(qū)體在純氮?dú)夥毡Ｗo(hù)的管式爐里380-420℃保溫4-6h，繼續(xù)升溫至650-750℃煅燒6-10h后自然冷卻到室溫得到磷酸鐵鋰正極材料；

（2）制備正極活性材料包覆液

在醇類(lèi)溶劑中加入磷酸酯類(lèi)化合物，得到磷酸酯溶液；

在該磷酸酯溶液中加入鋁鹽，該鋁鹽溶于該醇類(lèi)溶劑，并與該磷酸酯類(lèi)化合物反應(yīng)得到均相的澄清溶液，反應(yīng)溫度為40-80℃，反應(yīng)時(shí)間為2-5小時(shí)；

加入酸度調(diào)節(jié)劑調(diào)節(jié)該均相的澄清溶液的pH值至6-7，酸度調(diào)節(jié)劑可以為氨水、碳酸氫銨、碳酸銨、醋酸銨、吡啶及三乙胺中的一種或一種以上，該酸度調(diào)節(jié)劑總的加入量按照N:Al摩爾比為1:1-6:1稱(chēng)取得到該正極活性材料包覆液；

（3）包覆

將所述磷酸鐵鋰正極材料與該正極活性材料包覆液混合均勻，得到一固液混合物；以及

將該固液混合物干燥并燒結(jié)，該干燥可為常溫自然晾干或加熱烘干，只要去除該混合物中的溶劑即可，所述加熱烘干的溫度優(yōu)選為60-100℃。所述燒結(jié)在空氣中進(jìn)行，使該包覆前驅(qū)物中的有機(jī)基團(tuán)去除，生成該包覆層。該燒結(jié)溫度為450-750℃，燒結(jié)時(shí)間為5-8小時(shí)，得到正極復(fù)合材料，該正極復(fù)合材料包括正極活性材料及包覆在該正極活性材料表面的包覆層。