一种碳包覆多孔磷酸铁锂粉体的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103441276A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103441276103441276A(43)申请公布日2013.12.11(21)申请号201310412832.X(22)申请日2013.09.12(71)申请人兰州理工大学地址730050甘肃省兰州市兰工坪287号(72)发明人朱福良蒙延双王达健(74)专利代理机构兰州振华专利代理有限责任公司62102代理人董斌(51)Int.Cl.H01M4/58(2010.01)H01M4/62(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书6页说明书6页附图3页附图3页(54)发明名称一种碳包覆多孔磷酸铁锂粉体的制备方法(57)摘要一种碳包覆多孔磷酸铁锂粉体的制备方法，将三价铁盐溶于水配成溶液，用沉淀剂调节pH=7.0-13.0至Fe2O3.nH2O完全沉淀；将沉淀分离、洗涤、酸化后得到的正电性Fe2O3.nH2O胶体粒子；胶体粒子加入去离子水，并加入表面活性剂，再强力搅拌得到Fe2O3.nH2O胶体；在Fe2O3.nH2O胶体中加入水溶性锂源、磷源、碳源和掺杂离子化合物，强烈搅拌形成分子级均匀混合的胶体状混合浆料；浆料经喷雾干燥得到球形磷酸铁锂前驱体；前驱体在微波炉中惰性气体保护下煅烧得到碳包覆球形多孔磷酸铁锂粉体。CN103441276ACN1034276ACN103441276A权利要求书1/2页1.一种碳包覆多孔磷酸铁锂粉体的制备方法，其步骤为：3+（1）Fe2O3胶体制备：称取铁源，溶于去离子水配制成Fe浓度0.1～1mol/L的溶液中，采用质量浓度10%的氨水或尿素溶液作为沉淀剂，将有机小分子分散剂溶于去离子水中作为底液，摩尔比为：分散剂:Fe3+=1:10，pH=6.8-7.0；3+（2）将Fe溶液与沉淀剂同时加入底液，控制pH=7.0-13.0至Fe2O3.nH2O完全沉淀；将沉淀分离、洗涤后，在搅拌状态下，以摩尔比HCl:Fe2O3=1:100-1:500加入0.01mol/L的稀盐酸进行酸化，得到正电性Fe2O3.nH2O胶体粒子；胶体粒子通过离心分离后，加入去离子水，同时加入表面活性剂，质量比为：表面活性剂:Fe2O3=1:10-1:100，在30-100℃下搅拌，搅拌时间持续1-10h，得到Fe2O3质量比为5-30%的Fe2O3.nH2O胶体；（3）浆料制备：按照化学计量比LixFeyPO4:Mz，其中M为掺杂离子，x=0.8-1.2，y=0.8-1.2，z=0.01-0.1，称取锂源、磷源和掺杂金属化合物，碳源的加入量为LixFeyPO4:Mz的质量比5-20%；将锂源、磷源、碳源和掺杂金属化合物加入到Fe2O3.nH2O胶体中，持续进行搅拌，形成均匀分散的胶状混合浆料；（4）前驱体制备：采用喷雾干燥方式对浆料进行干燥，入口温度为110-130℃，得到成分均匀、粒度分布均匀的球形磷酸铁锂前驱体；（5）煅烧：将喷雾干燥所得前驱体放入坩埚中，在惰性气氛保护下升温至500～800℃，保温10-40min后自然冷却，得到碳包覆的球形多孔磷酸铁锂粉体。2.根据权利要求1所述碳包覆多孔磷酸铁锂粉体的制备方法，其特征在于所述的铁源具体是柠檬酸铁(FeC6H5O7)，或者是氯化铁(FeCl3.6H2O)，或者是硝酸铁[Fe(NO3)3·9H2O]，或者是硫酸铁[Fe2(SO4)3]，或者是以上铁源物质的组合。3.根据权利要求1所述碳包覆多孔磷酸铁锂粉体的制备方法，其特征在于所述的有机小分子分散剂具体是柠檬酸，或者是谷氨酸，或者是抗坏血酸，或者是酒石酸，或者是水杨酸，或者是以上几种的组合。4.根据权利要求1所述碳包覆多孔磷酸铁锂粉体的制备方法，其特征在于所述的表面活性剂具体是明胶，或者是聚乙二醇，或者是聚乙烯醇，或者是聚甲基丙烯酸铵，或者是油酸铵，或者是海藻酸铵，或者是以上所述表面活性剂物质的组合。5.根据权利要求1所述碳包覆多孔磷酸铁锂粉体的制备方法，其特征在于所述的锂源具体是碳酸锂(Li2CO3)，或者是氢氧化锂(LiOH)，或者是磷酸二氢锂(LiH2PO4)，或者是以上所述锂源物质的组合。6.根据权利要求1所述碳包覆多孔磷酸铁锂粉体的制备方法，其特征在于所述的磷源具体是磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]，或者是磷酸二氢铵(NH4H2PO4)，或者是磷酸二氢锂(LiH2PO4)，或者是磷酸(H3PO4)，或者是以上所述磷源物质的组合。7.根据权利要求1所述碳包覆多孔磷酸铁锂粉体的制备方法，其特征在于所述的碳源具体是1-乙基-3-甲基咪唑硝酸盐[EMIm]NO3，或者是1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐[BMIm]NO3，或者是1-甲基咪唑四氟硼酸盐[MIm]BF4，或者是1-乙基咪唑四氟硼酸盐