[發明專利]磷酸鐵鋰正極材料及制備方法

有效

• 申請號: 201810054891.7
• 申請日: 2018-01-19
• 公開（公告）號: CN108270004B
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 張貴貞;杜振山
• 申請（專利權）人: 河北力滔電池材料有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/0525;C01B25/26;C01B25/45;C01B25/37
• 代理公司: 石家莊開言知識產權代理事務所(普通合伙) 13127
• 代理人: 趙俊嬌

1.一種磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，該制備方法包括以下步驟：

a、獲取磷酸鐵鋰前驅體；

b、制備中間體材料：將酚類化合物、磷酸鐵鋰前驅體、氧化石墨烯導電液、碳酸鹽或碳酸氫鹽化合物、及功能添加劑混合，將得到的混合溶液加入到質量濃度為1～5%的醛類化合物水溶液中，然后轉移至高壓反應釜中，在溫度100～200℃、壓強1～5Mpa下反應1～3h，經干燥、粉碎，得到中間體材料；

按質量配比，磷酸鐵鋰前驅體:酚類化合物:醛類化合物:氧化石墨烯固體:碳酸鹽或碳酸氫鹽化合物:功能添加劑為500:10～50:50～100:1～10:1～10:0.5～2；

所述氧化石墨烯導電液的濃度為1～10mg/mL；

所述功能添加劑為酰肼化合物，所述酰肼化合物草酸二酰肼、丙二酸二酰肼、戊二酸二酰肼、琥玻酸二酰肼、己二酸二酰肼、馬來酸二酰肼、富馬酸二酰肼、鄰苯二甲酸二酰肼、對苯二甲酸二酰肼、間苯二甲酸二酰肼、苯均四酸二酰肼、苯均四酸三酰肼、1，2，4-苯三酰肼中的至少一種；

c、制備磷酸鐵鋰正極材料：將100份中間體材料加入到1000ml質量濃度1～5%的聚乙烯吡咯烷酮溶液中，分散均勻，然后添加0.5～5份的催化劑，充分分散后進行噴霧干燥，之后轉移到管式爐中，在氫氣氣氛下，升溫至750～850℃燒結1～12h后，自然降溫至室溫，粉碎得到磷酸鐵鋰正極材料；

所述催化劑為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氯化鋅中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：步驟a所述磷酸鐵鋰前驅體按以下步驟制備：

將10.4g LiH₂PO₄、40.4gFe(NO₃)₃·9H₂O溶于500ml N,N-二甲基甲酰胺，攪拌均勻，得到質量濃度為10%的磷酸鐵鋰前驅體溶液，之后經過濾、80℃真空干燥、800℃高溫燒結2h，得到磷酸鐵鋰前驅體。

3.根據權利要求1所述的磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：步驟b中所述酚類化合物為間苯二酚、2-甲基間苯二酚、5-甲基間苯二酚、2，5-二甲基間苯二酚、4-乙基間苯二酚、4-氯間苯二酚、2-硝基間苯二酚、4-溴間苯二酚、4-正己基間苯二酚中的至少一種。

4.根據權利要求3所述的磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：所述酚類化合物為間苯二酚和/或甲基間苯二酚。

5.根據權利要求1所述的磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：步驟b中所述醛類化合物為甲醛、多聚甲醛、聚縮醛、乙醛、三聚乙醛、巴豆醛、丙烯醛中的至少一種。

6.根據權利要求5所述的磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：所述醛類化合物為甲醛和/或乙醛。

7.根據權利要求1所述的磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于：步驟b中所述碳酸鹽或碳酸氫鹽化合物為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀中的一種。

8.一種磷酸鐵鋰正極材料，其特征在于：由權利要求1～7中任一項所述的磷酸鐵鋰正極材料的制備方法制得。

9.根據權利要求8所述的磷酸鐵鋰正極材料，其特征在于：所述磷酸鐵鋰正極材料具有核殼結構，其內核為磷酸鐵鋰，外殼為包覆在表面的碳-石墨烯復合物和多孔碳形成的雙層外殼。

10.根據權利要求9所述的磷酸鐵鋰正極材料，其特征在于：所述外殼的包覆量的質量分數為1～5%。