一種蓄電池正極材料的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種蓄電池正極材料，其通式為：LiFe（1-15x）YxPO4。其中，x大于0，且小于等于0.03。本發明還公開了其制作方法，包括摻雜、烘干、燒結、粉碎等步驟。制備方法工藝簡單，容易控制和操作，適用于工業化生產；將釔元素部分替代鐵元素，得到電化學性能更優異的磷酸鐵鋰材料，改善電導率和大倍率放電性能，同時也提高了電導率和低溫性能。
【專利說明】一種蓄電池正極材料
【技術領域】
[0001] 本發明涉及化學領域，具體地涉及蓄電池，尤其是一種蓄電池正極材料。
【背景技術】
[0002] 隨著數碼產品如手機、筆記本電腦等產品的廣泛使用，鋰離子電池以優異的性能 在這類產品中得到廣泛應用，并在逐步向其他產品應用領域發展。1992年Sony成功開發鋰 離子電池。它的實用化，使人們的行動電話、筆記本、計算器等攜帶型電子設備重量和體積 大大減小。索尼公司發明的以炭材料為負極，以含鋰的化合物作正極的鋰電池，在充放電過 程中，沒有金屬鋰存在，只有鋰離子，這就是鋰離子電池。當對電池進行充電時，電池的正極 上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有 很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。 同樣，當對電池進行放電時（即我們使用電池的過程)，嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運 動回正極。回正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電 容量。在Li-ion的充放電過程中，鋰離子處于從正極一負極一正極的運動狀態。
[0003] 在正極材料中，LiCo02是唯一大規模產業化生產的鋰離子電池正極材料，但 LiCo02價格高，含有戰略性元素 Co,不但比容量低，而且污染大，安全性能差。LiFeP04原材 料豐富、結構穩定、是一種環境友好型的電池正極材料。但是其也有缺點，如：電導率低，能 量密度低；低溫性能差等。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種蓄電池正極材料，以解決現有技術中存在的上述問 題。
[0005] 本發明提供的技術方案如下：
[0006] 一種蓄電池正極材料，其特征在于：其通式為LiFei_15xYXP0 4。其中，X大于0,且小 于等于0.03。
[0007] -種蓄電池正極材料的制備方法，包括如下步驟：
[0008] 1)將鋰源、鐵源和磷源按一定比例混合，再加入一定量的碳源，其中鋰源、鐵源和 磷源中鋰元素、鐵元素和磷元素的摩爾比為1 : 1?1.2x : 1;碳源的加入量為以上三種 物質總量的10-20% ;
[0009] 2)將元素釔摻入到混合粉料中，其中摻入的釔元素來自氧化釔，摩爾質量為 (30?ΙΟΟχ);使用濕法處理所述混合粉料獲得濕料，并使所述濕料的pH值和粒徑達到一 定要求，利用有機酸將所述濕料的pH值調節到7. 5?10. 5,濕料的平均中值粒徑為3? 10 μ m ；
[0010] 3 )將所述濕料烘干、燒結、粉碎，得到目標產品。
[0011] 其中，所述的鋰源包括醋酸鋰、硝酸鋰、氫氧化鋰、氧化鋰、過氧化鋰、齒化鋰中的 至少一種。
【權利要求】
1. 一種蓄電池正極材料，其特征在于：其通式為LiFei_15xY xP04，其中，X大于0,且小于 等于0.03。
2. -種蓄電池正極材料的制備方法，包括如下步驟： 1) 將鋰源、鐵源和磷源按一定比例混合，再加入一定量的碳源，其中鋰源、鐵源和磷源 中鋰元素、鐵元素和磷元素的摩爾比為1 : 1?1.2x : 1;碳源的加入量為以上三種物質 總量的10-20% ; 2) 將元素釔摻入到混合粉料中，其中摻入的釔元素來自氧化釔，摩爾質量為30? ΙΟΟχ ;使用濕法處理所述混合粉料獲得濕料，并使所述濕料的pH值和粒徑達到一定要求， 利用有機酸將所述濕料的pH值調節到7. 5?10. 5,濕料的平均中值粒徑為3?10 μ m ; 3) 將所述濕料烘干、燒結、粉碎，得到目標產品。
3. 如權利要求2所述的一種蓄電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述的鋰源包 括醋酸鋰、硝酸鋰、氫氧化鋰、氧化鋰、過氧化鋰、鹵化鋰中的至少一種。
4. 如權利要求2所述的一種蓄電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述的鐵源包 括硝酸鐵、氯化鐵、醋酸鐵中的至少一種。
5. 如權利要求2所述的一種蓄電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述的磷源包 括五氧化二磷、磷酸、硫酸銨、硫酸氫二銨、磷酸二氫銨中的至少一種。
6. 如權利要求2所述的一種蓄電池正極材料的制備方法，其特征在于：所述的碳源包 括合成糊精、淀粉、纖維素、葡萄糖、蔗糖中的至少一種。
7. 如權利要求2所述的一種蓄電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟2)使用離 子注入機將雜元素釔摻入到混合粉料中。
8. 如權利要求2所述的一種蓄電池正極材料的制備方法，其特征在于：步驟3)烘干溫 度不超過ll〇°C，并將烘干的粉料在氮氣氣氛下燒結，燒結采為2個時間段，第一時間段用 1?2小時從室溫升到400?550°C，恒溫3?6小時；第二段用2?3小時升溫到750? 900°C，再恒溫2?4小時，然后降到室溫；再將燒結得到的顆粒料粉碎分級，過篩后得到目 標產品 LiFei_15xYxP04。
【文檔編號】C01B25/45GK104124450SQ201310148362
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月25日 優先權日:2013年4月25日
【發明者】付娟妮, 葉文遠, 吳昊天, 孫怡, 鄭黎梨, 莊佩貞 申請人:上海萃智科技發展有限公司, 廈門產業技術研究院