[發明專利]一種包覆型硼酸鐵鋰的制備方法

有效

• 申請號: 201810536280.6
• 申請日: 2018-05-30
• 公開（公告）號: CN108511736B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 方嘉城
• 申請（專利權）人: 方嘉城
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種包覆型硼酸鐵鋰的制備方法。配料，將硼酸與鐵粉混合反應，過濾，將濾液加入碳酸鋰反，然后進行噴霧干燥，得到的干燥粉料經過破碎，煅燒，得到第一煅燒料；二次配料，將第一煅燒料與四氧化三鐵、草酸亞鐵、磷酸二氫鋰、葡萄糖一起加入純水，放入到砂磨機內砂磨，然后再進行噴霧干燥，將噴霧干燥后的物料放入到輥道窯中煅燒得到第二煅燒料；將第二煅燒料在加熱的氮氣氣氛下氣流粉碎至粒徑為1.5?2微米，經過篩分、除鐵和真空包裝得到包覆型正極材料。本發明實現磷酸鐵鋰包覆硼酸鐵鋰的結構，實現了高容量和材料的高導電性，同時對水和氧氣環境下的穩定性好。

技術領域

本發明涉及一種包覆型硼酸鐵鋰的制備方法，屬于電池材料技術領域。

背景技術

磷酸鐵鋰是一種新型鋰離子電池電極材料。其特點是放電容量大，價格低廉，無毒性，不造成環境污染。世界各國正競相實現產業化生產。

主要的生產方法為高溫固相合成法，產品指標比較穩定。但是其振實密度低，影響電容量。

主要存在的問題為：

1.磷酸鐵鋰材料的導電性差，一般會采用碳包覆來處理，但是碳包覆會降低其容量和壓實密度。

2.容量低，一般現有的磷酸鐵鋰材料的0.1C放電容量僅為156-158mAh/g.

目前最新的電池正極材料LiFeBO3(硼酸鐵鋰)，作為高容量鋰電池陰極材料，硼酸鐵鋰理論比容量～220mAh/g磷酸鐵鋰的170mAh/g，其具有導電性好，容量高的優點，但是存在對水和氧氣非常敏感的缺點。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種包覆型硼酸鐵鋰的制備方法，實現磷酸鐵鋰包覆硼酸鐵鋰的結構，實現了高容量和材料的高導電性，同時對水和氧氣環境下的穩定性好。

本發明通過以下技術手段解決上述技術問題：

一種包覆型硼酸鐵鋰的制備方法，其為以下步驟：

(1)配料，將硼酸與鐵粉混合，在溫度為40-50℃反應2-3小時，過濾，將濾液加入碳酸鋰，在溫度為40-50℃攪拌反應1-2小時，然后進行噴霧干燥，得到的干燥粉料經過破碎，至粒徑為0.5-1微米，得到硼鐵鋰混合料；

(2)煅燒，將硼鐵鋰混合料在高溫下煅燒得到第一煅燒料，煅燒分為升溫段、保溫段和降溫段，煅燒過程通入氮氣保護，升溫段的升溫速度為50-60℃/h，升溫至溫度為430℃，保溫段維持溫度為430℃，保溫段停留時間為5-7小時，降溫段降溫速度為70-80℃/h，降溫至溫度為50℃以下出料；

(3)二次配料，將步驟(2)得到的第一煅燒料與四氧化三鐵、草酸亞鐵、磷酸二氫鋰、葡萄糖一起加入純水，放入到砂磨機內砂磨至物料粒徑為400-450nm，然后再進行噴霧干燥，將噴霧干燥后的物料放入到輥道窯中煅燒，煅燒過程通入氮氣保護，煅燒分為升溫段、保溫段和降溫段，升溫段的升溫速度為40-50℃/h，升溫至溫度為750-760℃，保溫段維持溫度為750-760℃，保溫段停留時間為21-25小時，降溫段降溫速度為80-90℃/h，降溫至溫度為60℃以下出料得到第二煅燒料；

(4)將第二煅燒料在加熱的氮氣氣氛下氣流粉碎至粒徑為1.5-2微米，經過篩分、除鐵和真空包裝得到包覆型正極材料。

所述步驟(1)中硼酸、鐵粉、碳酸鋰的摩爾比為0.975-0.985:1:1.02-1.03,硼酸和鐵粉的純度均大于99.5％，硼酸為電子級硼酸，碳酸鋰為電池級碳酸鋰。

所述步驟(2)中通入氮氣使得煅燒爐內的爐壓大于1.1個大氣壓。