一种掺杂型磷酸铁锂及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103346316A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103346316103346316A(43)申请公布日2013.10.09(21)申请号201310264227.2(22)申请日2013.06.27(71)申请人彩虹集团公司地址712021陕西省咸阳市彩虹路1号(72)发明人靳素芳(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人蔡和平(51)Int.Cl.H01M4/58(2010.01)C01B25/45(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称一种掺杂型磷酸铁锂及其制备方法(57)摘要一种掺杂型磷酸铁锂及其制备方法，分别称取Li3PO4、Fe2O3、Nb2O5和Ta2O5混合，将得到粉料加入丙酮后置于球磨机中研磨均匀，得到研磨浆料；将研磨浆料干燥，然后向干燥后的研磨浆料中加入柠檬酸的饱和水溶液，得到流变相的前躯体；在惰性气体的保护下，将流变相的前躯体升温至300℃恒温焙烧5-8h，然后随炉降温后取出研磨均匀；将研磨得到的研磨粉体压成块状体，块状体在惰性气体的保护下于600℃恒温焙烧15-24h，然后随炉降温至室温，即得掺杂型磷酸铁锂。该掺杂型磷酸铁锂电化学性能优良、材料晶型较好，粒径均匀，其化学表达式为：LiFe1-x-yNbxTayPO4/C，且0<x≤0.02，0<y≤0.02。CN103346316ACN10346ACN103346316A权利要求书1/1页1.一种掺杂型磷酸铁锂，其特征在于，化学表达式为：LiFe1-x-yNbxTayPO4/C，其中，0<x≤0.02，0<y≤0.02。2.一种如权利要求1所述的掺杂型磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1）按磷:铁:铌:钽=1:（1-x-y）:x:y的摩尔比分别称取Li3PO4、Fe2O3、Nb2O5和Ta2O5，然后混合，得粉料；其中0<x≤0.02，0<y≤0.02；2）将粉料加入丙酮中并置于球磨机中研磨均匀，得到研磨浆料；将研磨浆料干燥，然后向得到的粉体中加入柠檬酸的饱和水溶液，得到流变相的前躯体；其中，所加入的柠檬酸的饱和水溶液中柠檬酸所含的碳与粉体中Li3PO4所含的磷的摩尔比为1:1；3）在惰性气体的保护下，将流变相的前躯体升温至300℃恒温焙烧5-8h，然后随炉降温后取出研磨均匀；将研磨得到的研磨粉体压成块状体，块状体在惰性气体的保护下于600℃恒温焙烧15-24h，然后随炉降温至室温，即得掺杂型磷酸铁锂。3.根据权利要求2所述的掺杂型磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述的步骤2）中丙酮的体积是粉料体积的2倍。4.根据权利要求2或3所述的掺杂型磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述的步骤2）球磨机的转速为500-800rpm/min，旋转时间为3-6h。5.根据权利要求2所述的掺杂型磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述的步骤2）研磨浆料是采用烘箱干燥的，干燥温度为100℃。6.根据权利要求2所述的掺杂型磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述的步骤3）中的惰性气体为氮气。7.根据权利要求2所述的掺杂型磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述的步骤3）中流变相的前驱体是以4℃/min的速率升温至300℃的。8.根据权利要求2所述的掺杂型磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述的步骤3）中研磨粉体是在300MPa压力下压制成块状体的。9.根据权利要求2或8所述的掺杂型磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述的步骤3）中的块状体为圆柱状。2CN103346316A说明书1/3页一种掺杂型磷酸铁锂及其制备方法技术领域[0001]本发明属于锂离子电池领域，尤其涉及一种掺杂型磷酸铁锂及其制备方法。技术背景[0002]近年来环境压力不断加大，新能源汽车的发展成为必然，新能源车的安全性是亟待解决的问题，要从根本上改善电池的安全性还是要提高材料的安全性，LiFePO4材料是电池材料中较安全的材料，但此材料也具有自身存在的一些缺点，主要表现在电导率比较低和高倍率下放电容量不大。发明内容[0003]本发明的目的在于提供一种掺杂型磷酸铁锂及其制备方法，该方法得到的掺杂型磷酸铁锂充放电比容量、材料晶型较好，且粒径均匀。[0004]为了达到上述目的，本发明的掺杂型磷酸铁锂的化学表达式为：LiFe1-x-yNbxTayPO4/C，其中，0<x≤0.02，0<y≤0.02。[0005]一种掺杂型磷酸铁锂的制备方法，包括以下步骤：[0006]1）按磷锂:铁:铌:钽=1:（1-x-y）:x:y的摩尔比分别称取Li3PO4、Fe2O3、Nb2O5和Ta2O5，然后混合，得粉料；其中0<x≤0.02，0<y≤0.02；[0007]2）将粉料加入丙