一种高导电性能磷酸亚铁锂的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103022495A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103022495A(43)申请公布日2013.04.03(21)申请号201210532924.7(22)申请日2012.12.11(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)发明人李俊(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200代理人陆万寿(51)Int.Cl.H01M4/587(2010.01)H01M4/62(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图22页(54)发明名称一种高导电性能磷酸亚铁锂的制备方法(57)摘要本发明涉及锂离子电池正极活性材料的制备，尤其是一种高导电性能磷酸亚铁锂的制备方法。其特点是，包括如下步骤：(1)制得LiFePO4；(2)通过喷雾干燥制备成球形的纳米颗粒，然后与柠檬酸和甘醇进行混合，然后将混合后的物料在回转炉中加热；(3)将温度加热至130℃～140℃，保持5～7小时；(4)将得到的物料继续加热至300℃～330℃热处理2h～3h，再加热至400℃～450℃在空气中保温7～8个小时；(5)在氮气保护气氛下，再在680℃～700℃保温5～7个小时，然后冷却。采用本发明方法后，在提高磷酸铁锂正极材料比表面积的基础上，同时提高了磷酸铁锂正极材料的导电性能，并实现包碳和渗碳一次完成。CN1032495ACN103022495A权利要求书1/1页1.一种高导电性能磷酸亚铁锂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)以含铁化合物、LiOH和质量分数为50％～70％的磷酸H3PO4为原料，制得LiFePO4；(2)将用去离子水洗涤后的LiFePO4通过喷雾干燥制备成球形的纳米颗粒，然后将LiFePO4纳米颗粒与柠檬酸和甘醇按(100～200)：(15～30)：(15～30)的质量比进行混合，然后将混合后的物料在回转炉中加热至50℃～60℃并连续搅拌3～5小时；(3)将温度加热至130℃～140℃，保持5～7小时以促进聚合反应的进行，使柠檬酸和甘醇在混合物料中形成凝胶包覆在磷酸亚铁锂颗粒表面；(4)将得到的物料继续加热至300℃～330℃热处理2h～3h成烧焦状粉末，再将这种粉末加热至400℃～450℃在空气中保温7～8个小时；(5)将上述烧结包碳后的磷酸铁锂粉末在氮气保护气氛下，再在680℃～700℃保温5～7个小时使磷酸铁锂进行重结晶，然后冷却至室温后即得到由碳纳米管形成的包碳磷酸铁锂。2.如权利要求1所述的一种高导电性能磷酸亚铁锂的制备方法，其特征在于：其中含铁化合物为FeSO4、FeCl2或FeNO3。3.如权利要求1所述的一种高导电性能磷酸亚铁锂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中按Li：Fe：P=(1.0～1.1)：(9.95～1.0)：1的摩尔比称取一定量的含铁化合物、LiOH和质量分数为50％～70％的磷酸H3PO4，然后先将H3PO4与含铁化合物混合，并在混合溶液中加入占总溶液体积1/10～2/10的DMSO和占含铁化合物重量0.5-1％的抗坏血酸，再加入LiOH搅拌30～50min，然后将混合液在110℃～130℃保温5h～7h，过滤进行固液分离，得到LiFePO4。2CN103022495A说明书1/4页一种高导电性能磷酸亚铁锂的制备方法技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池正极活性材料的制备，尤其是一种高导电性能磷酸亚铁锂的制备方法。背景技术[0002]锂离子电池是新一代绿色高能电池，具有电压高、能量密度大、循环性能好、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽等优点，广泛应用于便携式电子设备，如移动电话、笔记本电脑、数码相机、MP3、MP4等，在电动汽车中也具有良好的应用前景，锂离子电池具有良好的发展背景。[0003]LiFePO4是近年来刚刚发展起来的一种新型锂离子电池正极材料，具有安全性能好、循环寿命长、环境友好、价格便宜等优点，锂离子二次电池近年来已在各种便携式电子产品和通讯工具中得到广泛应用，并被逐步开发为电动汽车的动力电源。此种新型电极材料的研制至为关键。+[0004]人们通过深入的研究发现LiFePO4自身的结构及其充放电过程的特点导致Li在LiFePO4颗粒中的扩散速率很低，这极大的限制了LiFePO4的电化学性能。从这个角度而言，+LiFePO4颗粒的粒径对电极容量将会产生较大的影响。颗粒半径越大，Li的固相扩散路程+越长，Li的嵌入脱出就越困难，LiFePO4的容量发挥就越受到限制。因此，有效调控LiFePO4的粒子尺寸是改善LiFePO4中锂离子扩散能力的方法之一。本发明利用液相法进行合成LiFePO4的粒径较小，加入一定量的有机物有效控制了其LiFePO4的生长和粒径的大小。[000