一种低成本高性能磷酸铁锂的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111313011A(43)申请公布日2020.06.19(21)申请号202010224176.0(22)申请日2020.03.26(71)申请人隆能科技（南通）有限公司地址226500江苏省南通市如皋市城北街道花市北路169号(72)发明人黄碧英樊长秋黄耀泽唐天文(74)专利代理机构北京汇信合知识产权代理有限公司11335代理人孙腾(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种低成本高性能磷酸铁锂的制备方法(57)摘要本发明涉及一种低成本高性能磷酸铁锂的制备方法，首先将铁源预先高能粉碎及纳米化，然后按照摩尔比（1.01～1.03）：1:1称取锂源、铁源、磷源，掺入摩尔占比（0.01～0.02）的钛源或镁源，再加入质量分数（4～10）%的碳源，高能粉碎及充分混合；再将混合后的材料压片造粒，得到片状前驱体；然后将前驱体放入窑炉中烧结，惰性气体氛围保护下，控制升温在0.5～4H内升至730℃，后730℃下保温煅烧0.5～4H，后随炉冷却至室温，得到碳包覆的磷酸铁锂材料；最后将制得的磷酸铁锂先破碎，后经粉碎、筛分、除铁得到颗粒近似正态分布的磷酸铁锂成品。采用干粉直接混合融合的方式制备磷酸铁锂，工艺简单，烧结时间缩短，相较于湿法复杂的生产工艺和较高的设备投入，本制造方法可将成本降低30%以上。CN111313011ACN111313011A权利要求书1/1页1.一种低成本高性能磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：（1）将铁源预先高能粉碎及纳米化，然后按照摩尔比（1.01～1.03）：1:1称取一定量的锂源、铁源、磷源，掺入摩尔占比（0.01～0.02）的钛源或镁源，再加入质量分数（4～10）%的碳源，在高能粉碎机中高效粉碎及在高效机械融合机中充分混合；再将混合后的材料进行压片造粒，得到片状前驱体；（2）将制得的前驱体放入窑炉中烧结，惰性气体氛围保护下，控制升温在0.5～4H内升至730℃，后730℃下保温煅烧0.5～4H，后随炉冷却至室温，得到碳包覆的磷酸铁锂材料；（3）将制得的磷酸铁锂材料，先破碎，后经粉碎、筛分、除铁得到颗粒近似正态分布的磷酸铁锂成品材料。2.根据权利要求1所述的一种低成本高性能磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中铁源和磷源为无水正磷酸铁（Fe/P为0.97±0.1），形貌为球形或类球形颗粒，粉碎设备为机械粉碎或气流粉碎，粉碎后粒度控制D50≤1.5um。3.根据权利要求1所述的一种低成本高性能磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中锂源为工业级碳酸锂（纯度≥99%）。4.根据权利要求1所述的一种低成本高性能磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中钛源为锐钛型钛白粉或氧化镁粉。5.根据权利要求1所述的一种低成本高性能磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中碳源为葡萄糖、β-环糊精和纳米柠檬酸锂的一种或几种组合。6.根据权利要求1所述的一种低成本高性能磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中窑炉为推板窑或辊道窑，惰性气体为纯度不低于99.999%氮气，室温～730℃升温时间为0.5～4小时，730℃保温时间为0.5～4小时。7.根据权利要求1所述的一种低成本高性能磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中破碎工艺为先过颚式破碎机、再过对辊，粉碎设备为机械超微粉碎机或气流超微粉碎机。2CN111313011A说明书1/2页一种低成本高性能磷酸铁锂的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种低成本高性能磷酸铁锂的制备方法，属于锂电池技术领域。背景技术[0002]在一次性能源的紧缺和环境污染的日趋严重大环境下，绿色环保的锂离子二次电池得到了广泛应用。[0003]磷酸铁锂是一种锂离子电池正极材料，具有长寿命、宽工作温度范围、高安全性、低成本高性能、环保无污染等性能，以其为正极材料制成的磷酸铁锂电池已在汽车、电动工具及太阳能、风力发电储能等方面获得广泛运用。[0004]与其他传统锂离子电池正极材料相比，虽然磷酸铁锂的原料来源更广泛、价格更低廉，但在应用上尤其是电动汽车方面，与传统燃油车相比电动车锂电池的成本依然较高，而正极材料成本占锂电池总成本的30～45%，所以正极材料的成本直接影响锂电池的价格，继而也对电动车的普及产生影响。发明内容[0005]有鉴于此，本发明提供了一种低制造成本高性能的磷酸铁锂制备方法，工艺简单，流程短，烧结时间缩短，易于工业化生产，相较于湿法复杂的生产工艺和较高的设备投入，烧结时间从传统方法的