一种表面均匀包覆碳的磷酸铁锂制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102683702A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102683702A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201210175817.3C01B25/45(2006.01)(22)申请日2012.05.31(71)申请人卧龙电气集团股份有限公司地址312300浙江省绍兴市上虞市人民西路1801号申请人绍兴文理学院卧龙电气集团浙江灯塔电源有限公司(72)发明人黄俊杰陈苏祥马兴强陈卓新黄良爱(74)专利代理机构浙江翔隆专利事务所33206代理人戴晓翔(51)Int.Cl.H01M4/58(2010.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图33页(54)发明名称一种表面均匀包覆碳的磷酸铁锂制备方法(57)摘要一种表面均匀包覆碳的磷酸铁锂制备方法，涉及磷酸铁锂制备方法。目前，磷酸铁锂难以在其粒子表面形成均匀的碳覆层，改善磷酸铁锂的导电行为有限，影响其电化学性能的发挥。本发明包括以下步骤：1）球磨步骤，将有机物、磷酸铁及锂源化合物置于高能球磨罐中，加入有机溶剂，进行湿法球磨；2)低温预处理步骤，混合物置于气氛炉中，在非氧化性气氛保护下，以2～5℃/分钟的升温速率从室温升至140～180℃，保温0.5～2小时；3）脱水缩聚步骤，以5～10℃/分钟的升温速率升至600～800℃下焙烧5～15小时，形成表面均匀包覆碳的磷酸铁锂。本技术方案操作容易，碳包覆一致性好，能有效改善磷酸铁锂的电化学性能。CN1026837ACN102683702A权利要求书1/1页1.一种表面均匀包覆碳的磷酸铁锂制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）球磨步骤，将有机物、磷酸铁及锂源化合物置于高能球磨罐中，加入有机溶剂，进行湿法球磨，球磨时间为5～10小时，然后于50～80℃下烘干，其中锂、铁和磷酸根的摩尔比为1:1:1；2)低温预处理步骤，把经球磨后的混合物置于气氛炉中，在非氧化性气氛保护下，以2～5℃/分钟的升温速率从室温升至140～180℃，保温0.5～2小时使有机物低温熔融成液态流体；3）脱水缩聚步骤，经低温预处理后的混合物在气氛炉中以5～10℃/分钟的升温速率升至600～800℃下焙烧，焙烧时间为5～15小时，形成表面均匀包覆碳的磷酸铁锂。2.根据权利要求1所述的一种表面均匀包覆碳的磷酸铁锂制备方法，其特征在于：所述有机物为葡萄糖、蔗糖或淀粉中的一种或一种以上的混合物，其加入质量为磷酸铁锂质量的10～15%。3.根据权利要求1所述的一种表面均匀包覆碳的磷酸铁锂制备方法，其特征在于：所述的锂源化合物为碳酸锂或乙酸锂中的一种或两种混合物。4.根据权利要求1所述的一种表面均匀包覆碳的磷酸铁锂制备方法，其特征在于：所述的湿法球磨中所用的溶剂为乙醇或丙酮，溶剂的体积为固体粉末体积的3倍。5.根据权利要求1所述的一种表面均匀包覆碳的磷酸铁锂制备方法，其特征在于，所述的非氧化性气氛为高纯氮气或高纯氩气。2CN102683702A说明书1/3页一种表面均匀包覆碳的磷酸铁锂制备方法技术领域[0001]本发明涉及磷酸铁锂制备方法。背景技术[0002]磷酸铁锂的橄榄石结构很稳定，在充放电过程中，锂离子嵌入/脱出磷酸铁锂的晶格产生的体积变化小，具有高的安全性、高的充放电效率、长的循环寿命、比容量高、耐过冲电和过放电能力强、高温容量高、环保以及价格低廉等特点。目前普遍用于新能源汽车电源—锂离子电池的正极材料。[0003]锂离子动力电池在使用过程中需要快速的电子传导，但是，因磷酸铁锂自身结构上的限制，电子电导率较低，为10-9～10-10S/cm，极大地限制了其在锂离子电池中的应用。目前解决此问题的主要途径是在磷酸铁锂的粒子表面进行包覆（碳或金属）及其晶格体相掺杂。其中，磷酸铁锂掺碳或在其颗粒表面包覆碳是一种经济易行的方式，尤其是在磷酸铁锂颗粒表面均匀包覆碳，能有效提高材料的电子电导率，改善大电流下的充放电性能及循环稳定性。[0004]目前，磷酸铁锂的大量制备主要采用固相球磨续以惰性气氛下的高温热处理，普遍将有机物碳源、磷源和铁源进行固相球磨混匀，然后以5-10℃/分钟的速率进行升温，直接于高温下焙烧制备橄榄石结构的磷酸铁锂。上述工艺中，有机物碳源与磷酸铁锂原料是以颗粒的形式混合均匀的，有机物经高温碳化后，形成的碳与磷酸铁锂也主要以颗粒形式相互混合的，难以在磷酸铁锂的粒子表面形成均匀的碳覆层，改善磷酸铁锂的导电行为有限，影响其电化学性能的发挥。发明内容[0005]本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种表面均匀包覆碳的磷酸铁锂制备方法，以达到在磷酸铁锂的颗粒表面均匀包覆碳以提高其电化学性能的目的。为此，本发明采取以下技术方案。[0006]一种表面均匀包覆碳的磷