一种在空气气氛以草酸亚铁为铁源制备磷酸亚铁锂的工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102515131A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102515131A(43)申请公布日2012.06.27(21)申请号201110455520.8(22)申请日2011.12.23(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)发明人刘涛涛(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.C01B25/45(2006.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书55页页附图附图44页(54)发明名称一种在空气气氛以草酸亚铁为铁源制备磷酸亚铁锂的工艺(57)摘要本发明公开了一种在空气气氛以草酸亚铁为铁源制备磷酸亚铁锂的工艺，以二价铁的的草酸亚铁为铁源，将碳包覆与碳成膜工艺结合，碳包覆形成的碳膜的还原性能保持在空气气氛的高温条件下，二价铁离子的稳定存在，从而能够在空气气氛条件下制备磷酸亚铁锂，不需要保护性或者还原性气体，如氮气，氩气，氢气等。对反应炉的气密性和氧含量没有要求，实现了在空气气氛下磷酸亚铁锂的制备。将草酸亚铁中的碳包覆和成膜的碳有机结合起来，实现了烧结工艺的碳成膜保护作用和烧结后碳包覆提高导电性作用；还避免在三价铁制备时碳还原过程中出现铁单质的杂质影响。CN10253ACN102515131A权利要求书1/1页1.一种在空气气氛以草酸亚铁为铁源制备磷酸亚铁锂的工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)将LiH2PO4与草酸亚铁按摩尔比(0.97～1.02)∶1的比例充分混合均匀得到前躯体；或者将LiH2PO4、FeC2O4、MgO按摩尔比1∶(0.96～0.99)∶(0.01～0.04)的比例充分混合均匀得到前躯体；将前躯体加入到溶剂中，使Li的摩尔浓度为1.5～2mol/L；再加入能够包覆形成碳膜的成膜剂，得到溶液A，其中成膜剂占溶液A的质量百分比为30～40％；2)用溶液A喷雾干燥造粒，收集干燥后的颗粒；3)将收集的颗粒在空气气氛煅烧，于700～900℃保温10～20h，降至室温得到磷酸亚铁锂。2.如权利要求1所述的在空气气氛以草酸亚铁为铁源制备磷酸亚铁锂的工艺，其特征在于，所述的成膜剂为聚乙二醇、聚丙烯酸或聚乙烯醇。3.如权利要求1所述的在空气气氛以草酸亚铁为铁源制备磷酸亚铁锂的工艺，其特征在于，所述的溶剂为水、乙醇、丙酮中的一种或几种。4.如权利要求1所述的在空气气氛以草酸亚铁为铁源制备磷酸亚铁锂的工艺，其特征在于，所述的充分混合得到前驱体，是将混合物碾磨混合，在碾磨时还加入乙醇或丙酮辅助碾磨，碾磨完成后干燥除去乙醇或丙酮。5.如权利要求1所述的在空气气氛以草酸亚铁为铁源制备磷酸亚铁锂的工艺，其特征在于，所述的充分混合得到前驱体，是将混合物加溶剂配成溶液，然后喷雾干燥混合得到前驱体。6.如权利要求1所述的在空气气氛以草酸亚铁为铁源制备磷酸亚铁锂的工艺，其特征在于，所述喷雾干燥为：将溶液A在气流式喷雾干燥器内干燥成混合粉体，其中，进料溶液采用蠕动泵进样，进样速度为20～25ml/min，在喷嘴气体流量在0.15MPa下产生雾化，空气进口温度为120℃～200℃，空气出口温度为80℃～120℃。7.如权利要求1所述的在空气气氛以草酸亚铁为铁源制备磷酸亚铁锂的工艺，其特征在于，所述的空气气氛下的煅烧时压力为1.2～1.5×105Pa。8.如权利要求1所述的在空气气氛以草酸亚铁为铁源制备磷酸亚铁锂的工艺，其特征在于，步骤3)的煅烧完成后，降至室温后还加入其质量5～15％的还原性碳源化合物充分混合均匀，然后再在空气气氛下煅烧，1.2～1.5×105Pa下700℃～900℃保温10～20h，降至室温，获得磷酸亚铁锂。2CN102515131A说明书1/5页一种在空气气氛以草酸亚铁为铁源制备磷酸亚铁锂的工艺技术领域[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种在空气气氛以草酸亚铁为铁源制备磷酸亚铁锂的工艺。背景技术[0002]自1991年锂离子电池问世以来，其正极材料一直是材料研究的热点。目前的研究主要集中在含锂过渡金属氧化物方面，过渡金属主要为镍、钻、锰。近年来，由于铁在地壳中含量丰富，价格便宜，与环境友好，基于Fe2+/Fe3+氧化还原对的物质引起了人们极大的兴趣，所以人们竞相研究含铁的锂盐，以其取代当前的正极材料。[0003]1999年美国Texas大学的J.B.Goodenough等人获得USPatentNo.591382de锂电池正极磷酸铁锂材料的专利权，以0.05mA/cm2的小电流放电，容量为110mAh/g，远未达到170mAh/g的理论容量，原因是磷酸铁锂电子和离子电导率低。为解决此问题，N.Ravet和M.Armand等人采用碳包覆、金属掺杂和磷