[發明專利]一種壓縮型磷酸鐵錳鋰正極材料及其生產工藝

在審

• 申請號: 202210024799.2
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114497530A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 徐旭強
• 申請（專利權）人: 中科鋰電新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/505
• 分類號: H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

1.一種壓縮型磷酸鐵錳鋰正極材料，其特征在于：包括以下材料：錳源、鋰源、磷酸鐵、導電材料、粘結劑、純水、分散劑、低溫電阻材料，所述磷酸鐵錳鋰通式為LizFeyMnxAbPO4，且0＜x≤0.6、0＜y≤0.1、0.9＜z≤1.1、0.3＜b≤0.8。

2.根據權利要求1所述的一種壓縮型磷酸鐵錳鋰正極材料，其特征在于：所述錳源為硫酸錳、醋酸錳、草酸錳、磷酸錳、磷酸一氫錳、磷酸二氫錳、硝酸錳、氯化錳、二氧化錳、一氧化錳、碳酸錳中的一種或幾種，所述鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰、草酸鋰、醋酸鋰、氯化鋰、磷酸鋰、硝酸鋰、氯化鋰中的一種或幾種。

3.根據權利要求1所述的一種壓縮型磷酸鐵錳鋰正極材料，其特征在于：所述導電材料包括碳類導電劑、金屬離子導電劑，且碳類導電劑、金屬離子導電劑比例為1:0.7，所述碳類導電劑包括碳黑、無定形碳、碳納米管、碳納米線、碳凝膠、石墨烯當中的一種或幾種，所述金屬離子導電劑包括三氧化二鋁、二氧化錳、氧化銀、氧化鎂當中的一種或幾種。

4.根據權利要求1所述的一種壓縮型磷酸鐵錳鋰正極材料，其特征在于：所述粘結劑采用聚氯乙烯或聚偏氟乙烯，所述分散劑為聚乙烯吡咯烷酮，所述低溫電阻材料由LaSrMnO和(Ni,Zn)FeO組成。

5.一種壓縮型磷酸鐵錳鋰正極材料生產工藝，其特征在于：包括以下步驟：

S1.選取材料：按照生產需求選取錳源、鋰源、磷酸鐵、導電材料、粘結劑、純水、分散劑、低溫電阻材料；

S2.研磨化槳：先將磷酸鐵、導電材料、低溫電阻材料一次倒入研磨設備中，而后啟動研磨設備進行研磨，研磨一段時間后將純水倒入研磨設備中，而后再進行研磨，從而得到混合好的混合漿料，同時在研磨時可以將錳源、鋰源分別倒入其他的研磨設備，并在研磨時加入純水，使得研磨后得到錳源漿料、鋰源漿料；

S3.過濾混合：待上一步結束后可以將錳源漿料、鋰源漿料分別倒入過濾設備，而后進行過濾，出去漿料中的大顆粒雜物，同時將粘結劑、分散劑倒入混合漿料中，并攪拌漿料，使得漿料混合均勻，而后將混合的漿料倒入過濾設備進行過濾；

S4.噴霧造粒：在上一步結束后，可以將得到的三份漿料分別從不同的進料口倒入同一個噴霧造粒機中，而后啟動噴霧造粒機，使得三份漿料霧化的氣體混合在一起，并開啟造粒機上的攪拌結構，使得霧氣混合均勻，而后在啟動造粒機的干燥功能，從而對霧氣進行干燥，從而得到混合物顆粒；

S5.高溫燒結：在上一步結束后，可以將收集的混合物顆粒倒入匣缽中，而后再將匣缽送入燒結爐中，從而對混合物顆粒進行燒結；

S6.粉碎研磨：在上一步燒結結束后，可以將匣缽中板結的混合物顆粒倒入粉碎設備進行粉碎，之后再將粉碎的混合物倒入球磨機中進行研磨，從而得到顆粒均勻、形狀規則的磷酸鐵錳鋰正極材料。

6.根據權利要求5所述的一種壓縮型磷酸鐵錳鋰正極材料生產工藝，其特征在于：所述S2中研磨設備選用行星式球磨機，且研磨時間為6-10h，轉速為1000-1800r/min。

7.根據權利要求5所述的一種壓縮型磷酸鐵錳鋰正極材料生產工藝，其特征在于：所述S4中錳源漿料噴霧造粒時控制固液比為0.8-1∶1-1.2，所述S4中鋰源漿料噴霧造粒時控制固液比為1-1.2∶1-1.5，所述S4中混合物漿料噴霧造粒時控制固液比為1∶1-1.5。

8.根據權利要求5所述的一種壓縮型磷酸鐵錳鋰正極材料生產工藝，其特征在于：所述S4中造粒機中出風溫度為100-150℃，進料速度為20-40mL/min，收塵后溫度為80-150℃，且造粒機運行時間為12-18h。

9.根據權利要求5所述的一種壓縮型磷酸鐵錳鋰正極材料生產工藝，其特征在于：所述S5中燒結階段分為三次，且三次燒結后放入冷卻設備中快速冷卻到室溫，從而得到顆粒分明、形狀規則的磷酸鐵錳鋰正極材料。

10.根據權利要求5所述的一種壓縮型磷酸鐵錳鋰正極材料生產工藝，其特征在于：所述S5中初次煅燒時溫度為300-450℃，時間為1-3h，二次煅燒時溫度為450-650℃，時間為2-3h，三次煅燒時溫度為700-900℃，時間為15-28h。