铍、钡活化磷酸铁锂正极材料制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102364735A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102364735A(43)申请公布日2012.02.29(21)申请号201110335960.X(22)申请日2011.10.26(71)申请人韦谷林地址542800广西壮族自治区贺州市八步区建设东路西园巷40号(72)发明人张健张新球吴润秀王晶张雅静李杰李安平李先兰严积芳黄景诚韦谷林(51)Int.Cl.H01M4/58(2010.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称铍、钡活化磷酸铁锂正极材料制备方法(57)摘要本发明的铍、钡活化磷酸铁锂正极材料制备方法，其锂源、铁源、磷酸根源、铍源、钡源的原料，按照1molLi∶0.00002-0.00005molBe∶0.0003-0.003molBa∶1molFe∶1molP比例混合后，在无水乙醇介质中，转速200r/mimn高速球磨20h，用105-120℃烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经500-750℃高温煅烧24h，即得铍、钡活化磷酸铁锂正极材料；由于掺杂少量取代铍、钡，有利于控制产物的形貌和粒径，获得稳定的磷酸铁锂化合物，其晶格得到了活化，提高了锂离子扩散系数，所得材料其首次放电容量达160.52mAh/g；其充放电平台相对锂电极电位为3.5V左右，初始放电容量超过168mAh/g，100次充放电循环后容量约衰减1.2％左右；与未掺杂的LiFePO4对照实施例相比，比容量和循环稳定性有较大的提高。CN10236475ACCNN110236473502364754A权利要求书1/1页1.一种铍、钡活化磷酸铁锂正极材料制备方法，其特征在于：其锂源、铁源、磷酸根源、铍源、钡源的原料，按照1molLi∶0.00002-0.00005molBe∶0.0003-0.003molBa∶1molFe∶1molP比例混合后，在乙醇介质中，转速200-800r/mimn高速球磨15-20h，用105-120℃烘干，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在氮气氛中，经500-750℃高温煅烧16-24h，即得铍、钡活化磷酸铁锂正极材料。2.根据权利要求1所述的铍、钡活化磷酸铁锂正极材料制备方法，其特征在于：其锂源为碳酸锂、氢氧化锂、磷酸二氢锂之一，铁源为草酸亚铁，磷酸根源为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵之一，铍源为氢氧化铍、氧化铍之一，钡源为碳酸钡、氢氧化钡、氯化钡、硝酸钡、氧化钡、硫化钡之一。2CCNN110236473502364754A说明书1/4页铍、钡活化磷酸铁锂正极材料制备方法技术领域[0001]本发明的铍、钡活化磷酸铁锂正极材料制备方法，属于一种锂电池正极材料制备方法，特别涉及一种磷酸铁锂电池正极材料制备方法。背景技术[0002]目前，磷酸铁锂掺杂改性的研究现况：磷酸铁锂LiFePO4因其无毒、对环境友好、安全性高、原材料来源丰富、比容量高、循环性能稳定、价格低廉，具有170mAh/g的理论容量3.5V的平稳放电平台，磷酸铁锂材料具有高的能量密度、低廉的价格、优异的安全性，特别适用于动力电池。但它电阻率较大。由于磷酸铁锂，常温下，LiFePO4的动力学不好，倍率性能极差，国内外的研究者们使用了诸如包覆、掺杂、纳米化等方法改善倍率性能，基本想法就是提高电导率和缩短离子、电子传输路径。掺杂是一类重要的材料改性方法。2002年，麻省理工ChiangYet-Ming教授等首次报道锂位掺杂改性可以大大提高LiFePO4电子电导率。他们在锂位进行高价金属离子(Mg2+、Al3+、Ti4+、Zr4+、Nb5+和W6+)固熔体掺杂，电子电导率提高了8个数量级。经过上述掺杂的样品具有较好的电化学性能，特别是大电流性能，在21.5C(3225mA/g)的电流下放电，仍可得到60mAh/g的容量。掺杂碳：碳具有优良的导电性能和较低的质量密度，加人少量的碳，一方面可以改善材料的导电性能，另一方面可以降低材料的粒径尺度。xxx研究了不同阶段掺人碳对材料电化学性能的影响。施志聪等″采用固相反应结合高速球磨法，合成正极材料LiFePO4，实验表明：LiFePO4具有3.4V的放电电压平台，首次放电容量达147mAh/g充放电循环100次后只衰减9.5％。掺碳后的LiFePO4/C复合材料，颗粒形貌规则，为类球形，颗粒小，粒径分布均勾。碳分散于晶体颗粒之间，增强了颗粒之间的电导性。掺碳后的LiFePO4放电比容量和循环性能都得到显著改善。锂位掺杂：LiFePO4糁杂是改善电化学性能的一种重要方法。锂位掺杂能够提高LiFePO4的电导率。谭显艳等″″采用煅烧法合成锂离子电池正极材料磷酸铁锂，掺入少量的Mg2+显著提高了材料的电导率，提高了LiFePO4的电化学性能。掺杂后