高振实密度高LiFeCOPO4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(10)申请公布号CNCN103762365103762365A(43)申请公布日2014.04.30(21)申请号201110399343.6(22)申请日2011.12.06(71)申请人魏宇地址223200江苏省淮安市楚州区山阳大道95号(72)发明人魏宇(51)Int.Cl.H01M4/587(2010.01)权利要求书1页权利要求书1页说明书2页说明书2页(54)发明名称高振实密度高LiFeCOPO4的制备方法(57)摘要本发明公开了一种高振实密度高LiFeCOPO4的制备方法，将三价铁源、磷源、锂源、掺杂元素化合物、碳源按比例于分散剂中混合均匀；将上述混合物放入球磨容器中，球磨1～12小时；球磨产物置于空气气氛中于250～550℃烘2～20小时，自然冷却后研磨，得到磷酸亚铁锂前躯体；将此前躯体置于高温炉中，在氢气气氛中，以15～40℃/min加热速率升温，在500～900℃恒温焙烧3～15h；以15～40℃/min降温速度冷却到40℃以下，得掺杂磷酸亚铁锂粉末。本发明制备方法无需使用在空气中易氧化的亚铁盐，直接采用三价的铁源，机械固相合成粒经小、分布窄、纯度高、振实大、电化学性能优良的磷酸亚铁锂材料，方法简单易行，并实现清洁的工业化大生产。CN103762365ACN1037625ACN103762365A权利要求书1/1页1.高振实密度高LiFeCOPO4的制备方法，首先合成一种高密度磷酸亚铁锂前躯体，再将此前躯体在特定条件下进行煅烧获得高密度橄榄石结构磷酸亚铁锂；其特征在于该制备方法包括以下步骤：首先，将三价铁源、磷源、锂源、掺杂元素化合物、碳源按比例于分散剂中混合均匀；然后，将上述混合物放入球磨容器中，球磨1～12小时；其次，球磨产物置于空气气氛中于250～550℃烘2～20小时，自然冷却后研磨，得到磷酸亚铁锂前躯体；接着，将此前躯体置于高温炉中，在氢气气氛中，以15～40℃/min加热速率升温，在500～900℃恒温焙烧3～15h；最后，以15～40℃/min降温速度冷却到40℃以下，得掺杂磷酸亚铁锂粉末。2.根据权利要求1所述的高振实密度高LiFeCOPO4的制备方法，其特征在于：其中，上述的三价铁源、磷源、锂源、掺杂元素化合物、碳源的用量的摩尔比为：三价铁源∶磷源∶锂源∶掺杂元素化合物∶碳源＝(0.7～1)∶1∶(0.98～1.06)∶(0.02～0.3)∶(0.1～0.5)。3.根据权利要求1所述的高振实密度高LiFeCOPO4的制备方法，其特征在于：其中，三价铁源选自氯化铁、硝酸铁、磷酸铁、中的一种；磷源选自磷酸、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵中的一种；锂源选自氧化锂、硝酸锂、碳酸锂中的一种；掺杂元素化合物选自MnCO3、M0O3、Mg(OH)2中的一种；碳源选自蔗糖、葡萄糖、淀粉中的一种；分散剂选自水、乙醇中的一种。2CN103762365A说明书1/2页高振实密度高LiFeCOPO4的制备方法技术领域[0001]本发明涉及锂电池正极材料的制备方法，具体涉及一种高振实密度高LiFeCOPO4的制备方法。背景技术[0002]目前直接合成磷酸亚铁锂的方法主要有高温固相反应法、水热法，按照前驱体制备工序分有溶胶凝胶法、共沉淀法、机械化学活化法等，现有的合成方法有以下缺点，阻碍2+3+了它的实际应用：(1)合成中的Fe易氧化成Fe，不易得到单相的LiFePO4；(2)锂离子在LiFePO4中扩散困难，导致活性材料的利用率低；(3)LiFePO4本身的电导率也很低，导致它大电流放电性能差。发明内容[0003]本发明的目的在于：提供一种高振实密度高LiFeCOPO4的制备方法，无需预先制备或使用在空气中易氧化的亚铁盐，而直接采用三价的铁源，机械固相合成粒经小、分布窄、纯度高、振实大、电化学性能优良的磷酸亚铁锂材料，方法简单易行，并实现清洁的工业化大生产。[0004]本发明的技术解决方案是：首先合成一种高密度磷酸亚铁锂前躯体，再将此前躯体在特定条件下进行煅烧获得高密度橄榄石结构磷酸亚铁锂。[0005]本发明的制备方法包括以下步骤：首先，将三价铁源、磷源、锂源、掺杂元素化合物、碳源按比例于分散剂中混合均匀；然后，将上述混合物放入球磨容器中，球磨1～12小时；其次，球磨产物置于空气气氛中于250～550℃烘2～20小时，自然冷却后研磨，得到磷酸亚铁锂前躯体；接着，将此前躯体置于高温炉中，在氢气气氛中，以15～40℃/min加热速率升温，在500～900℃恒温焙烧3～15h；最后，以15～40℃/min降温速度冷却到40℃以下，得掺杂磷酸亚铁锂粉末。[0006]其中，上述的三价铁源、磷源、锂源、掺杂元素化合物、碳源的用量的摩尔比为：三价铁源∶磷源∶锂源