球形磷酸铁及其制备方法和应用.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CN107986253A(43)申请公布日2018.05.04(21)申请号201711101172.8(22)申请日2017.11.09(71)申请人湖南雅城新材料有限公司地址410600湖南省长沙市宁乡经济技术开发区新康路雅城工业园(72)发明人刘志成颜志雄(74)专利代理机构长沙智嵘专利代理事务所43211代理人胡亮(51)Int.Cl.C01B25/37(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书6页附图1页(54)发明名称球形磷酸铁及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种球形磷酸铁及其制备方法和应用，其制备方法包括以下步骤：向含有铁离子、磷酸根离子的铁磷混合液中加入分散剂，得到混合液A；加热条件下，向混合液A中加入尿素调节pH值，继续加热得到包含晶型磷酸铁的混合液B；将混合液B过滤，将滤饼加入到水中配制成混合液C，将混合液C喷枪雾化并引入到焙烧炉中，在550～750℃的温度下焙烧，即得到球形磷酸铁。该球形磷酸铁晶相纯、结晶度好、形貌呈球形，粒度分布均匀，振实密度高；可以作为合成高振实密度球形磷酸铁锂的前驱物，球形磷酸铁能够消除反应过程中由于扩散途径不同而引起的微观组分差异，生成组成均匀的磷酸铁锂，从而提高了其性能。CN107986253ACN107986253A权利要求书1/1页1.一种球形磷酸铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)向含有铁离子、磷酸根离子的铁磷混合液中加入分散剂，得到混合液A；(2)加热条件下，向所述步骤(1)得到的混合液A中加入尿素调节pH值，继续加热得到包含晶型磷酸铁的混合液B；(3)将所述步骤(2)制得的混合液B过滤，将滤饼加入到水中配制成混合液C，将所述混合液C喷枪雾化并引入到焙烧炉中，在550～750℃的温度下焙烧，即得到所述球形磷酸铁。2.根据权利要求1所述的球形磷酸铁的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中分散剂为聚乙烯醇，所述聚乙烯醇的加入量为所述铁磷混合液体积的5％～20％。3.根据权利要求2所述的球形磷酸铁的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中加入聚乙烯醇时，调节铁磷混合液的温度为25～55℃，搅拌速率为180～360r/min，搅拌时间为5～10min。4.根据权利要求1所述的球形磷酸铁的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中铁离子与磷酸根离子的摩尔比为1∶1～1.15。5.根据权利要求1所述的球形磷酸铁的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中将所述步骤(1)得到的混合液A加热至60～75℃，加入尿素调节pH值至1.0～2.5；和/或所述步骤(2)中得到包含晶型磷酸铁的混合液B的加热温度为80～95℃。6.根据权利要求1所述的球形磷酸铁的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)混合液C中固液质量体积比为1∶0.2～5。7.根据权利要求1所述的球形磷酸铁的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中混合液C以0.1～1L/s的速率通过喷枪雾化为悬浮液滴，并以空气为载气将所述悬浮液滴引入到焙烧炉中焙烧。8.根据权利要求7所述的球形磷酸铁的制备方法，其特征在于，所述空气的温度为100～300℃。9.权利要求1至8中任一项所述的球形磷酸铁的制备方法制备得到的球形磷酸铁。10.权利要求1至8中任一项所述的球形磷酸铁的制备方法制备得到的球形磷酸铁在磷酸铁锂电池中的应用。2CN107986253A说明书1/6页球形磷酸铁及其制备方法和应用技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池材料技术领域，特别地，涉及一种球形磷酸铁及其制备方法和应用。背景技术[0002]橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO4)具有原料丰富、放电平台稳定、热稳定性好、安全性高、环境友好等优点，在电动车、动力工具和大规模能量存储等领域备受关注，但LiFePO4具有导电性差、振实密度低的缺点。导电性差可借助在其表面包覆导电碳材料、体相掺杂高价金属离子或者细化颗粒等予以改善，而振实密度低的缺点尚未得到有效解决。[0003]经过研究发现制得高密度球形前驱体是得到高密度球形产物的有效途径之一；如果球形颗粒组成的粉体具有理想的粒度分布，使得小球尽可能填补大球之间的空隙，则可以进一步提高振实密度。因此，可以通过先合成高密度的球形FePO4前驱物，再与其他原料混合均匀，通过高温反应生成组成均匀的LiFePO4，从而提高材料的性能。[0004]目前大规模工业生产磷酸铁的工艺主要是单独的液相沉淀法，首先通过原料的共沉淀获得LiFePO4的前驱体，这种LiFePO4的前驱体结晶度差且含有较多的杂相。中国专利201511006268.7，申请公开了一种磷酸铁的制备方法，该方法经过了采用单独的液相沉淀法，采