一种纳米多孔富锂磷酸铁锂材料的制备方法.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CN108923046A(43)申请公布日2018.11.30(21)申请号201810713785.5(22)申请日2018.07.03(71)申请人江苏乐能电池股份有限公司地址212300江苏省镇江市丹阳市皇塘镇工业区A区(72)发明人丁建民(51)Int.Cl.H01M4/58(2010.01)H01M10/0525(2010.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种纳米多孔富锂磷酸铁锂材料的制备方法(57)摘要本发明属于锂离子电池材料制备领域，具体地说是一种纳米多孔富锂磷酸铁锂材料的制备方法，制备过程为：首先将纳米锂粉溶于有机聚合物中进行包覆得到锂粉复合体，同时将锂盐、磷盐、铁源在原子级别上充分混合，并加入氨基锂搅拌均匀后，再添加上述锂粉复合体，之后溶于葡萄糖溶液中，搅拌均匀后，经过喷雾干燥得到前驱体，将前驱体溶于四氢呋喃中去除聚合物模版并经过热处理得到多孔富锂磷酸铁锂复合材料。本发明，制备出的纳米多孔富锂磷酸铁锂材料利用内核锂粉提供的锂离子，提高了在充放电过程中锂离子的传输速率、克容量发挥及其吸液能力，应用于锂离子电池，具有倍率性能佳、循环性能优异等特性。CN108923046ACN108923046A权利要求书1/1页1.一种纳米多孔富锂磷酸铁锂材料的制备方法，所述的多孔富锂磷酸铁锂的结构式Li1+xFe1-0.5xPO4（0≤X≤0.2），以质量份计，其特征在于，包括以下步骤：1）锂粉复合材料A的制备：称取90～99份的高分子聚合物溶解于500份的正己烷有机溶剂中，添加1～10份锂粉和0.1～1份氟化剂，搅拌均匀得到锂粉复合材料A；2）富锂磷酸铁锂前驱体材料B的制备：将锂源、铁源、磷源按照摩尔比为，Li：Fe：P＝2～3:1:1的比例添加到油性溶剂中混合均匀后添加氨基锂调整到PH为8～10，再添加锂粉复合材料A，转移到高压反应釜中，在温度150～300℃下反应2～24h，过滤得到富锂磷酸铁锂前驱体材料B；质量比，氨基锂：（锂源+铁源+磷源）：锂粉复合材料A：油性溶剂=1～5:100：10～30：500～1000；3）纳米多孔富锂磷酸铁锂材料的制备：将50～100份的富锂磷酸铁锂前驱体材料B放置到500份浓度为10%的葡萄糖溶液中混合均匀后，喷雾干燥制备出球型富锂磷酸铁锂复合材料C，再放置到四氢呋喃溶液中搅拌，过滤去除聚合物模板，在惰性气氛状态下升温到800℃碳化，得到纳米多孔富锂磷酸铁锂材料。2.根据权利要求1所述的一种纳米多孔富锂磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）中的高分子聚合物为：聚碳酸亚丙酯、聚甲基硅氧烷、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯中的任意一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种纳米多孔富锂磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤1）中氟化剂为氟气、氟化合物，其中氟化合物为HF、SiF4、SnF4、SF6、全氟戊胺、全氟己烷、全氟-1，3-二甲基环己烷中的任一种。4.根据权利要求1所述的一种纳米多孔富锂磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤2）中锂源为碳酸锂、氢氧化锂中的一种；铁源为Fe(NO3)3·9H2O和柠檬酸铁(FeC6H5O7·5H2O)；磷源为LiH2PO4。2CN108923046A说明书1/5页一种纳米多孔富锂磷酸铁锂材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于锂离子电池材料制备领域，具体的说是一种纳米多孔富锂磷酸铁锂材料及其制备方法。背景技术[0002]磷酸铁锂以其安全性能高、循环寿命好、环境友好等优点而应用于纯电动客车领域，随着国家对锂离子电池能量密度及其循环寿命要求的提高，要求磷酸铁锂电池具有3000-5000次的循环寿命。而目前磷酸铁锂正极材料大多采用固相法制备，存在导电率差、吸液能力差及其长循环锂离子含量不足等缺陷。虽然有研究者通过制备多孔磷酸铁锂提高其材料的吸液保液能力，比如专利（CN107221672A）公开了一种橄榄型多孔磷酸铁锂及其制备方法，其主要通过水热-段烧的方法制备而成，制备出的材料虽然在吸液能力方面得到提高，但是其首次效率偏低及其锂离子含量不足，影响其锂离子电池的长循环性能。而材料预锂化技术是近几年发展起来的一种新型技术，其主要通过材料补锂提高其材料的首次效率及其长循环性能。发明内容[0003]为进一步提高磷酸铁锂的循环性能，本发明通过材料的补锂及造孔技术制备出纳米多孔富锂磷酸铁锂，以提高其磷酸铁锂的循环性能及其首次效率。[0004]一种纳米多孔富锂磷酸铁锂材料的制备方法，所述的多孔富锂磷酸铁锂的结构式Li1+xFe1-0.5xPO（0≤X≤0.2）。4[0005]本发明的其制备方法包括以下步骤：以重量份计