[發明專利]一種富金屬磷化物包覆磷酸鐵鋰的制備方法

有效

• 申請號: 201910011385.4
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109728286B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 劉紅;石茂虎;邱曉微
• 申請（專利權）人: 重慶特瑞電池材料股份有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 重慶啟恒騰元專利代理事務所(普通合伙) 50232
• 代理人: 黎志紅

1.一種富金屬磷化物包覆磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于，通過原位自組裝金屬氫氧化物包覆磷酸鐵鋰納米顆粒，再將金屬氫氧化物包覆磷酸鐵鋰納米顆粒進行低溫磷化制備富金屬磷化物原位包覆的磷酸鐵鋰；所述富金屬磷化物包覆磷酸鐵鋰的制備方法包括以下步驟：

S1、磷酸鐵鋰的制備：將鋰源，鐵源，磷源I和碳源，按照Li∶Fe∶P摩爾比為（1.0-1.2）∶1∶（0.8-1.0）稱取，碳源加入量為反應得到磷酸鐵鋰總質量的1-10%，將稱取好的鋰源，鐵源，磷源I和碳源置入乙醇分散劑中，球磨機中分散3-5h，轉速為200-400r/min，得到流變相混合物；將所述流變相混合物放入真空烘箱中，在溫度40-80℃下，乙醇揮發，得到固體前驅體；將所述固體前驅體進行1-2h干法研磨，轉速1000-3000r/min，然后置于管式爐，通入高純氮氣保護，以2-5℃/min的升溫速率，升溫至600-750℃，保溫4-12h，即得到磷酸鐵鋰固體粉末；

S2、氫氧化物包覆磷酸鐵鋰：將步驟S1所制備的磷酸鐵鋰固體粉末分散于乙醇中，冰浴超聲30-120分鐘，滴加一至兩滴0.1M的稀硫酸，使磷酸鐵鋰表面形成酸性活性位點，并在勻速攪拌下滴加0.1M過渡金屬鹽，氨水調節pH值至8-11，形成過渡金屬氫氧化物MOH沉淀并繼續攪拌6-8h，過濾后用水洗滌至中性，置于真空干燥箱溫度為40-80℃下烘干,得到過渡金屬氫氧化物包覆磷酸鐵鋰LiFePO₄/MOH；

S3、富金屬磷化物包覆磷酸鐵鋰：將步驟S2所制備得到的過渡金屬氫氧化物包覆磷酸鐵鋰LiFePO₄/MOH粉體和磷源II分別置于兩個石英舟，相距5-30cm，通入氮氣，磷源II置于惰性氣體流通上流處，以速率為1-3℃/min升溫至300-450℃,磷化1-4h，即得到富金屬磷化物包覆的磷酸鐵鋰LiFePO₄/M_xP_y。

2.根據權利要求1所述的富金屬磷化物包覆磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中的鋰源為氫氧化鋰，碳酸鋰，草酸鋰，乙酸鋰，硝酸鋰，磷酸二氫鋰，檸檬酸鋰中的一種或多種。

3.根據權利要求1所述的富金屬磷化物包覆磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中的鐵源為磷酸鐵，氧化鐵，草酸亞鐵，鐵粉，四氧化三鐵，氫氧化鐵中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的富金屬磷化物包覆磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中的磷源I為磷酸鐵，磷酸二氫鋰，磷酸，磷酸二氫銨，磷酸氫二銨中的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的富金屬磷化物包覆磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中的碳源為葡萄糖，聚乙烯醇，蔗糖，聚乙二醇，酚醛樹脂，檸檬酸，苯胺，維生素C中的一種或多種。

6.根據權利要求1-5中任一項所述的富金屬磷化物包覆磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述步驟S2中的過渡金屬鹽為氯化鎳，硫酸鎳，硝酸鎳，乙酸鎳，氯化鈷，硫酸鈷，硝酸鈷，乙酸鈷，氯化銅，硫酸銅，硝酸銅，乙酸銅中的一種或多種。

7.根據權利要求1-5中任一項所述的富金屬磷化物包覆磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述步驟S3 中的磷源II為磷酸二氫銨，磷酸二氫鈉，磷酸氫二銨，次磷酸鈉，磷酸二氫鉀中的一種或多種。

8.根據權利要求1-5中任一項所述的富金屬磷化物包覆磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中過渡金屬氫氧化物包覆磷酸鐵鋰LiFePO₄/MOH粉體和磷源II的用量為：M∶P的摩爾比為（1.5-1）∶（1-2.5）。

9.根據權利要求1-5中任一項所述的富金屬磷化物包覆磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于，所述步驟S3中富金屬磷化物與磷酸鐵鋰的質量比為（0.5-5）∶100。