球形磷酸铁锂正极材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102479945A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102479945A(43)申请公布日2012.05.30(21)申请号201010565536.XH01M4/58(2010.01)(22)申请日2010.11.30(71)申请人河南科隆集团有限公司地址453000河南省新乡市开发区18号街坊(72)发明人张天纪魏玲贾金桃徐拥军尹正中程迪(74)专利代理机构北京神州华茂知识产权代理有限公司11358代理人王宏星(51)Int.Cl.H01M4/1397(2010.01)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)发明名称球形磷酸铁锂正极材料的制备方法(57)摘要一种球形磷酸铁锂制备方法，其具体步骤是：1)将锂源、二价铁盐、磷盐化合物、掺杂金属元素按照0.95-1.05∶1∶1∶0.005-0.05的摩尔比配制溶液。通过计量泵将其与还原剂和沉淀剂加入开有溢流口的反应釜中，通过控制反应条件，制得球形磷酸铁锂前驱体；2)以高聚物为辅助剂在球形磷酸铁锂前驱体表面包覆一层导电率极好的纳米级金属氧化物或金属碳化物；3)将包覆金属氧化物或金属碳化物的球形磷酸铁锂前驱体置于气氛保护炉中，通入惰性气氛在500-900℃下保温6-24h，自然冷却到室温后得到包覆有金属氧化物或金属碳化物导电膜的球形磷酸铁锂。该方法制得的磷酸铁锂材料具有化学成份均匀，产品形貌容易控制。特别是通过金属氧化物或金属碳化物包覆，提高了磷酸铁锂颗粒之间的导电性和材料的振实密度。CN1024795ACN102479945A权利要求书1/1页1.一种球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于；所述方法具体步骤如下：1)磷酸铁锂前驱体的制备：将锂源、二价铁盐、磷盐化合物、掺杂金属元素分别配成0.1-2mol/L、0.1-2mol/L、0.1-2mol/L、0.005-0.05mol/L的溶液，通过计量泵按照锂∶二价铁盐∶磷酸根∶掺杂金属元素＝0.95-1.05∶1∶1∶0.005-0.05摩尔比的比例控制流量加入开有溢流口的反应釜中，同时加入微量还原剂和沉淀剂，调节反应釜内反应液的pH值为2-5.5，控制反应体系中的温度为10-90℃，在60-500r/min的搅拌下，使具有特定形貌的球形磷酸铁锂前驱体悬浮液从溢流口流出；2)前驱体的包覆：以高聚物为辅助剂与水配制成浓度为重量比为40％-80％的浮液，以导电率极好的纳米级金属氧化物或金属碳化物为包覆物加入浮液中，并加入Φ5的氧化锆球，在连续搅拌下，将从溢流口流出的球形磷酸铁锂前驱体加入上述配制好的浮液中，通过加热使其形成胶状物，接着在真空条件下100-300℃热处理4-8h，即制得表面包覆有微量金属氧化物或金属碳化物的球形磷酸铁锂前驱体；3)高温处理：将包覆有微量金属氧化物或金属碳化物的球形磷酸铁锂前驱体置于气氛保护炉中，在惰性气氛下以1-20℃/min的升温速率500-900℃保温6-24h，自然冷却到室温后得到包覆有一层金属氧化物或金属碳化物导电膜的球形磷酸铁锂。2.根据权利要求1所述的球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述锂源化合物可为氢氧化锂，碳酸锂和草酸锂中的一种或一种以上。3.根据权利要求2所述的球形磷酸铁锂的制各方法，其特征在于：所述Fe2+化合物可为氧化铁、草酸亚铁，醋酸亚铁，磷酸亚铁等铁盐的一种或一种以上。4.根据权利要求3所述的球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述磷源化合物可为磷酸，磷酸二氢铵和磷酸氢铵中的一种或一种以上。5.根据权利要求4所述的球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述掺杂金属元素包括：铜、镁、锰、钛、锆、铌、铬、及稀土元素的化合物中的一种或一种以上。6.根据权利要求5所述的的球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述沉淀剂为0.2-5mol/L的氨水，还原剂为2-5mol/L的抗坏血酸或硼氢化钠其一。7.根据权利要求6所述的的球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述金属氧化物或金属碳化物为β-Al2O3、MgO、TiC、ZrC中的一种或一种以上。8.根据权利要求7所述的的球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述高聚物溶剂为聚四氟乙烯、丁苯橡胶中的任意一种。9.根据权利要求8所述的球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述球形磷酸铁锂前驱体与聚四氟乙烯或丁苯橡胶的重量比为8-20∶1，球形磷酸铁锂前驱体与氧化锆球的质量比为1∶1-3；金属氧化物或金属碳化物与球形磷酸铁锂前驱体的质量比＝0.005-0.3∶1。10.根据权利要求9所述的球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述搅拌转速为100-300r/min，反应时间为3-8h；所述惰性气体可以是氮气，氩气中的一种或一种以上，气流量为0.1-10L/min。2CN102