一种磷酸铁锂正极材料、其制备方法及用途.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114261952A(43)申请公布日2022.04.01(21)申请号202111573756.1(22)申请日2021.12.21(71)申请人蜂巢能源科技股份有限公司地址213200江苏省常州市金坛区鑫城大道8899号(72)发明人万宁杨红新刘静(74)专利代理机构北京远智汇知识产权代理有限公司11659代理人牛海燕(51)Int.Cl.C01B25/45(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M10/0525(2010.01)H01M4/02(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图1页(54)发明名称一种磷酸铁锂正极材料、其制备方法及用途(57)摘要本发明提供一种磷酸铁锂正极材料、其制备方法及用途，所述制备方法包括：将碳源、磷酸锂、磷酸铁、三氧化二铁和催化剂混合制浆，随后依次经干燥和烧结后得到磷酸铁锂正极材料。所述磷酸铁锂正极材料为橄榄石型结构，所述磷酸铁锂正极材料经XRD精修后的晶粒尺寸为80～120nm，晶胞体积为其中晶胞体积为晶粒尺寸为S(nm)，V与S满足关系式V＝2S+K，50.6≤K≤50.7或130.6≤K≤130.7。本发明通过对原料成本的控制、材料合成过程催化及表面修饰，不仅降低了磷酸铁锂材料的生产成本，而且还提供了材料的电化学性能。CN114261952ACN114261952A权利要求书1/1页1.一种磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将碳源、磷酸锂、磷酸铁、三氧化二铁和催化剂混合制浆，随后依次经干燥和烧结后得到磷酸铁锂正极材料；所述磷酸铁锂正极材料为橄榄石型结构，所述磷酸铁锂正极材料经XRD精修后的晶粒尺寸为80～120nm，晶胞体积为其中晶胞体积为晶粒尺寸为S(nm)，V与S满足关系式V＝2S+K，50.6≤K≤50.7或130.6≤K≤130.7。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳源包括葡萄糖；优选地，所述催化剂包括纳米一氧化锰、氮化硼、纳米铁粉、碳化钼或磷化钴中的任意一种或至少两种的组合；优选地，以制备得到的磷酸铁锂正极材料的质量为100wt％计，所述催化剂的加入量为0.1～1wt％。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸锂、磷酸铁和三氧化二铁的摩尔比为(0.9～1.05):(1～0.45):0.55；优选地，所述混合时间为1～3h。4.根据权利要求1‑3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制浆后得到的浆料粒度D50为0.2～0.8μm；优选地，所述制浆后得到的浆料粒度D100为1～2μm。5.根据权利要求1‑4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述干燥方式为喷雾干燥；优选地，所述喷雾干燥过程的进风温度为200～300℃；优选地，所述喷雾干燥过程的出风温度为90～120℃。6.根据权利要求1‑5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述烧结的气氛采用的气体包括氮气、氢气或一氧化碳中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述烧结过程采用梯度烧结方式。7.根据权利要求1‑6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述梯度烧结过程包括：物料升温至T1，保温H1，随后继续升温至T2，保温H2；优选地，T1为200～400℃；优选地，H1为3～6h；优选地，T2为600～800℃；优选地，H2为8～12h。8.根据权利要求1‑7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：将制备得到的磷酸铁锂正极材料进行粉碎，得到磷酸铁锂粉末；优选地，所述粉碎方式采用气流粉碎；优选地，所述磷酸铁锂粉末的粒径范围D50为0.5～5μm。9.一种采用权利要求1‑8任一项所述的制备方法制备得到的磷酸铁锂正极材料。10.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包括依次层叠的正极、隔膜和负极，所述正极包括集流体和设置于所述正极集流体表面的正极活性层，所述正极活性层中包括权利要求9所述的磷酸铁锂正极材料。2CN114261952A说明书1/7页一种磷酸铁锂正极材料、其制备方法及用途技术领域[0001]本发明属于电池材料技术领域，涉及一种磷酸铁锂正极材料、其制备方法及用途。背景技术[0002]锂离子电池作为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而被广泛应用。[0003]磷酸铁锂作为新‑代锂离子电池正极材料，因其价格低廉，理论容量较高，工作电压平稳，无毒环保，结构稳定，安全性好、热稳定性好和超长的循环寿命而成为当前研究的热点。随着锂离子电池的发展，应用领域不断拓展，需求量与日俱增。但是高昂的价格阻碍锂离子电池的发展，降成本已成为当下锂电企业生存发展的重要使命。[0004]磷酸铁锂材料的制备方法主要是使用单一的磷酸铁或氧