[發明專利]一種原位生長磷酸鐵鋰晶須的制備方法及用途

有效

• 申請號: 201911328226.3
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN110931787B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 危鈺;王張健;楊順毅;席小兵;黃友元
• 申請（專利權）人: 貝特瑞（天津）納米材料制造有限公司
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;H01M10/0525;C01B25/45;C01B25/37
• 代理公司: 天津企興智財知識產權代理有限公司 12226
• 代理人: 陳雅潔

1.一種原位生長磷酸鐵鋰晶須的制備方法，其特征在于：包括如下步驟，

(1)向磷酸鐵中加入稀鹽酸溶液，完全溶解磷酸鐵后制得磷酸鐵的鹽酸稀釋液；

(2)將磷酸鐵鋰浸入到步驟(1)得到的磷酸鐵的鹽酸稀釋液中浸漬一段時間，隨后冷凍干燥；

(3)將步驟(2)得到的冷凍干燥后的磷酸鐵鋰放入氮氣和/或氬氣條件下低溫燒結；燒結溫度為150-350℃；

(4)將步驟(3)中低溫燒結后的磷酸鐵鋰浸入可溶性鋰鹽溶液中浸漬一段時間，隨后冷凍干燥，得到前驅體；

(5)將步驟(4)得到的前驅體在氮氣和/或氬氣條件下高溫燒結，燒結溫度為600～800℃；即可在現有磷酸鐵鋰顆粒上生長出密集且均勻分布的針狀磷酸鐵鋰晶須。

2.根據權利要求1所述的原位生長磷酸鐵鋰晶須的制備方法，其特征在于：步驟(1)中，稀鹽酸溶液的濃度為0.001～0.005mol/L；完全溶解后的溶液中，磷酸鐵的濃度為0.1～0.2mol/L。

3.根據權利要求1所述的原位生長磷酸鐵鋰晶須的制備方法，其特征在于：步驟(2)中，磷酸鐵鋰與磷酸鐵的摩爾比為(1～2)：(0.1～0.2)，浸漬的時間為1～2h。

4.根據權利要求1所述的原位生長磷酸鐵鋰晶須的制備方法，其特征在于：步驟(2)以及步驟(4)中，冷凍干燥包括如下步驟，

a、先將欲凍干物料置于冷至-10℃～-50℃的凍干箱內3-5h，使物料冷凍；b、打開真空擴散泵，壓力降到1.3～13Pa時，冰即開始升華，升華的水蒸氣在冷凝器內結成冰晶；為保證冰的升華，開啟加熱系統，將擱板加熱至30℃-60℃。

5.根據權利要求1所述的原位生長磷酸鐵鋰晶須的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，燒結時間為2～3h。

6.根據權利要求1所述的原位生長磷酸鐵鋰晶須的制備方法，其特征在于：步驟(3)中，所述燒結溫度為200-300℃。

7.根據權利要求1所述的原位生長磷酸鐵鋰晶須的制備方法，其特征在于：步驟(4)中，可溶性鋰鹽為氫氧化鋰或硝酸鋰中的任意一種或兩種的組合；可溶性鋰鹽溶液中鋰離子的濃度為0.1～0.2mol/L；浸漬時間為1～2h。

8.根據權利要求1所述的原位生長磷酸鐵鋰晶須的制備方法，其特征在于：步驟(5)中，燒結時間為5～8h。

9.根據權利要求1所述的原位生長磷酸鐵鋰晶須的制備方法，其特征在于：步驟(5)中，燒結溫度為650～750℃。

10.根據權利要求1所述的原位生長磷酸鐵鋰晶須的制備方法，其特征在于：在步驟(5)的高溫燒結之前，補充碳源，碳源包括蔗糖、葡萄糖、淀粉、檸檬酸、聚丙烯、乙炔或甲烷中的任意一種或至少兩種的組合；碳源質量為前驅體質量的0.1～0.5wt％；

步驟(5)中的燒結為回轉窯干法燒結和/或化學氣相沉積法燒結。

11.根據權利要求1～10任一項所述的制備方法得到的帶晶須的磷酸鐵鋰顆粒。

12.根據權利要求1～10任一項所述的制備方法制得的帶晶須的磷酸鐵鋰顆粒在鋰離子電池中的應用。