專利名稱：一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法
技術領域：
本發明涉及一種磷酸亞鐵鋰的制備方法，尤其是涉及一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法。
背景技術：
市售鋰離子正極材料主要有LiCo02、LiMn2O4, LiFePO4等。LiCoO2是目前商品化主導的正極材料，但安全系數低、鈷資源稀缺和成本提高，市場占有份額呈現逐年遞減的趨勢。尖晶石結構的LiMn2O4成本低，但容量低，循環性能差。LiFePO4正極材料理論容量高(170mAh/g)、循環壽命長(2000次)、高溫環境下工作穩定無異常變化。表I為LiCo02、LiMn2O4, LiFePO4的理論振實密度與實際振實密度。
權利要求
1.一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法，其特征在于所述的方法包括: a.將鋰鹽、鐵鹽、磷鹽混合，其中L1:Fe: P摩爾比為1_1.2:1:1-1.1，再加入摻雜改性劑和碳源，在珠磨機中進行濕法球磨； b.將步驟a所得原料進行噴霧干燥； c.將干燥后的前驅體在惰性或還原氣氛中進行預燒結，保溫后隨爐冷卻至室溫，得到預燒結產物； d.將預燒結產物在惰性或還原氣氛保護爐中進行燒結，保溫后充分燒結，隨爐冷卻至室溫，即得至IJ LiFeP04/C ； e.將步驟d合成出的LiFeP04/C材料放入到旋轉式融合球化機中進行處理，頻率5-35Hz,時間為5min-300min，最后出成品高振實密度磷酸亞鐵鋰材料。
2.根據權利要求1所述的一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法，其特征在于所述的方法采用離心式噴霧干燥造粒，其入口溫度為150-250°C，出口溫度為60-100°C。
3.根據權利要求1所述的一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法，其特征在于所述的步驟c中預燒結溫度為200-450°C，保溫2-10h ;步驟d中燒結溫度為550_800°C保溫燒結4-20h。
4.根據權利要求1所述的一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法，其特征在于所述的鋰鹽為氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、磷酸二氫鋰、乙酸鋰、氫氧化鋰、磷酸鋰、草酸鋰、氯化鋰、釩酸鋰、中的一種或多種組合。
5.根據權利要求1所述的一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法，其特征在于所述的磷酸鹽為磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸、磷酸二氫鋰、磷酸銨、磷酸鐵、五氧化二磷中的一種或多種組合。
6.根據權利要求1所述的一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法，其特征在于所述的鐵鹽為磷酸鐵、三氧化二鐵、醋酸鐵、草酸鐵、硝酸鐵、氯化鐵、硫酸鐵、硫酸亞鐵、氯化亞鐵中的一種或多種組合。
7.根據權利要求1所述的一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法，其特征在于所述的摻雜改性劑為金屬鹽或金屬氧化物，其中金屬鹽為鎳、鋅、鎂、鈦、銅、鉻、錳、鈮、釩的碳酸鹽、硝酸鹽、醋酸鹽、草酸鹽中的一種或幾種組合；金屬氧化物為鎳、鋅、鎂、鈦、銅、鉻、錳、鈮、釩的氧化物中的一種或幾種組合；摻雜改性劑占磷酸鐵鋰材料總質量的0.5-20%。
8.根據權利要求1所述的一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法，其特征在于所述的碳源為天然石墨、人造石墨、硬碳、軟碳、有機熱解碳源、納米導電材料的一種或多種組合；碳源占磷酸鐵鋰材料的質量比為0.8-20% ;有機熱解碳源為，醋酸纖維素、維生素C、葡萄糖、聚乙烯醇、酚醛樹脂、羥甲基纖維素、聚苯乙烯、蔗糖、果糖、聚四氟乙烯、環氧樹脂、淀粉、浙青、聚丙烯晴、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮的一種或多種組合；納米導電材料為導電炭黑、石墨烯、納米碳微球的一種或多種組。
9.根據權利要求1所述的一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法，其特征在于所述的濕法球磨以酒精、水、丙酮、異丙醇中的一種或幾種混合為介質，球磨Ι-lOh，球磨粒徑控制在50nm-1000nm,球磨過程的固含量為15_60wt%,所用磨介為娃酸錯球、瑪瑙球、氧化鋯球、聚氨酯球、氧化鋁球，球體直徑在0.1-1Omm中的一種或幾種組合。
全文摘要
本發明涉及一種磷酸亞鐵鋰的制備方法，尤其是涉及一種高振實密度磷酸亞鐵鋰材料的制備方法。其主要是解決現有技術所存在的磷酸亞鐵鋰材料振實密度低、體積容量比小、難以廣泛應用等的技術問題。本發明將鋰鹽、鐵鹽、磷鹽混合，再加入摻雜改性劑和碳源，在珠磨機中進行濕法球磨；噴霧干燥；將干燥后的前驅體在惰性或還原氣氛中進行預燒結，保溫后隨爐冷卻至室溫，得到預燒結產物；將預燒結產物在惰性或還原氣氛保護爐中進行高溫燒結，隨爐冷卻至室溫，即得到LiFePO4/C；將LiFePO4/C材料放入到旋轉式融合球化機中進行處理，最后制備出成品高振實密度磷酸亞鐵鋰材料。
文檔編號C01B25/45GK103165886SQ20121048100
公開日2013年6月19日 申請日期2012年11月23日 優先權日2012年11月23日
發明者李旺, 王張志, 蒼松, 王葉滔, 顧建鋒, 王漢杰 申請人:杭州金馬能源科技有限公司