一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法.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CN107611413A(43)申请公布日2018.01.19(21)申请号201710971049.5(22)申请日2017.10.18(71)申请人威远县大禾陶瓷原料有限公司地址642450四川省内江市威远县严陵镇三河路(72)发明人张建胡智敏(74)专利代理机构成都弘毅天承知识产权代理有限公司51230代理人晏辉赵宇(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7页(54)发明名称一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法，将锂源化合物、磷源化合物、铁源化合物和金属钛作为原料，混合均匀后在熔炉中进行高温熔融，经水淬成颗粒，再与碳源化合物一起，经过研磨分散，使粒径达到D90≤0.2μm的细度指标，再通过喷雾干燥制粉，并在600～800℃的气氛炉中煅烧40～300分钟，冷却后得磷酸铁锂正极材料；通过采用高温熔融法，提高了磷酸铁锂正极材料的均匀性；引入金属钛粉，高温熔融状态下使熔液内的Fe3+还原成Fe2+，且使生成的Ti4+掺杂到磷酸铁锂结构中，通过形成空位来提高磷酸铁锂正极材料的电子传导率；通过研磨分散和覆碳来减小比表面积，提高磷酸铁锂正极材料的振实密度，本发明无需破粹和整合，既保持了原来的球形度又简化了工艺流程。CN107611413ACN107611413A权利要求书1/1页1.一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取原料：按照n(Li)：n(P)：n(Fe)：n(Ti)的原子摩尔比为1.05:1:(1-x):x，分别取锂源化合物、磷源化合物、铁源化合物和金属钛，所述的x为0.05～0.15；(2)加热熔融：将所述的原料混合均匀，投入坩埚，放入熔炉，在一定的温度下加热熔化至玻璃状态；(3)水淬：将所述熔化至玻璃状态的混合物加入净化水中，进行水淬，过滤得到的半成品磷酸铁锂正极材料；(4)研磨分散：取所述的半成品磷酸铁锂正极材料干基质量的0.1～0.15倍的碳源化合物，加入半成品磷酸铁锂正极材料中，且加入一定量的净化水，一起投入球磨罐进行粗磨，最后放入砂磨机进行砂磨，至粒径D90在0.2μm以下为止；(5)干燥：将所述研磨过的半成品磷酸铁锂正极材料进行喷雾干燥，制得粉状半成品磷酸铁锂正极材料；(6)煅烧覆碳；在600～800℃的温度下，且在惰性气体的保护下，煅烧粉状半成品磷酸铁锂正极材料40～300min，冷却得到成品的磷酸铁锂正极材料。2.根据权利要求1所述的一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中的熔炉温度控制在1140～1200℃，所述的熔炉中的气氛为微氧化、中性或弱还原性。3.根据权利要求1所述的一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述的净化水为蒸馏水或去离子水，净化水中氧气含量＜9mg/L，所述步骤(4)加入的净化水的质量为半成品磷酸铁锂正极材料干基质量的1～3倍。4.根据权利要求1所述的一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂源化合物为碳酸锂、草酸锂、氢氧化锂中的至少一种。5.根据权利要求1所述的一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述磷源化合物为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铁中的至少一种。6.根据权利要求1所述的一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述的铁源化合物为三氧化二铁、磷酸铁中的至少一种。7.根据权利要求1所述的一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述的金属钛为金属钛粉。8.根据权利要求1所述的一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述的碳源化合物为葡萄糖、蔗糖、聚乙二醇、可溶性淀粉、柠檬酸或甲基纤维中的至少一种。9.根据权利要求1所述的一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的砂磨机为氧化锆微珠砂磨机，转速为1200～2600r/Min，砂磨的时间为2～8h。10.根据权利要求1所述的一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述喷雾干燥的进气温度150～180℃，出口温度80～90℃。2CN107611413A说明书1/7页一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种掺杂钛的磷酸铁锂正极材料的制备方法。背景技术[0002]由于磷酸铁锂正极材料具有橄榄石结构，能够可逆地嵌脱锂，且具有高电压，比容量高，循环性能好，电化学性能稳定，原料价格低廉，对环境友好等优点特点，被认为是制备长寿命