制備復合鋰離子電池正極材料的工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鋰離子電池正極材料及其制備工藝，特別涉及一種添加W元素的正極材料，屬于電池領域。
【背景技術】
[0002]隨著全球能源問題變得日益緊張，尋求清潔、環保、無污染的可再生材料也成為化學電源所關注的焦點。鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負極材料、使用非水電解質溶液的電池。最早出現的鋰電池來自于偉大的發明家愛迪生，使用以下反應:Li+Mn02=LiMn02,該反應為氧化還原反應。鋰離子電池以其比能量高、工作電壓高、循環壽命長、無記憶效應、無污染等優點，在便攜式電器和新型交通工具中得到普遍應用。
[0003]在鋰離子電池的組成中，正極材料對其電化學性能、安全性能乃至未來的發展方向起著決定性作用。目前常見的鋰離子電池正極材料主要有層狀結構的鈷酸鋰和橄欖石結構的磷酸鐵鋰等。其中，LiCoO2結構比較穩定，電化學性能優異，是目前已商品化比較成熟的正極材料，但是這種材料的抗過充電性能差，在較高的充電電壓比容量迅速下降;磷酸鐵鋰屬于較新的正極材料，其安全性高、成本較低，但存在放電電壓低(3.4V)、振實密度低等缺點都制約了自身的進一步應用，因此，開發復合正極材料成了鋰離子電池正極材料的研究方向之一。
[0004]本發明通過在磷酸鐵鋰的制備過程中，添加WO3，制備一種復合鋰離子電池正極材料，彌補純磷酸鐵鋰電極材料的不足。該方法改性后的電極材料的電化學性能表現優良，具有良好的應用前景。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種利用W03制備復合鋰離子電池正極材料的工藝。該工藝包括如下步驟:
⑴取適量化學純的FeC204_2H20、Li2C03'NH4H2PO4和TO3作為原料，按照Li1-XFeWxPO4(0.01 SXS 0.1)的原子比例配料；
⑵將配好的原料倒入球磨罐中，并添加適量的蔗糖和鋼球，在丙酮的保護下，用行星式球磨機進行球磨；
(3)球磨一段時間后，把合金微粉取出晾干；
⑷將晾干的粉末裝入石英玻璃管中，進行真空密封；
(5)把玻璃管投入水中，檢驗其是否密封完全；
(6)再把玻璃管放入高溫爐中，進行煅燒；
(7)將經過煅燒處理的粉末拿出，冷卻后砸碎玻璃管，收集粉末即得一種復合鋰離子電池正極材料。
[0006]優先地，在步驟⑴中，按照Li1-xFeWxP04(0.02 < X ^ 0.05)的原子比例配料。
[0007]優先地，在步驟⑵中，球料比為20:1，行星式球磨機速度控制200-300 r/min運行。
[0008]優先地，在步驟⑶中，用行星式球磨機進行球磨的時間為2_5h。
[0009]優先地，在步驟(6)中，高溫煅燒溫度為500-800°C，時間控制在10_15h。
[0010]本發明具有下列優點和特性:
⑴改性后電極材料的電化學性能表現優良；
⑵制備工藝簡單，流程短；
(3)條件控制簡單，易于實現工業化。
[0011]實施例一:
取適量化學純的FeC204_2H20、Li2C03、NH4H2P04和TO3作為原料，按照Lith99FeWtLo1PO^原子比例配料，取出5g的配好的原料混合物倒入一球磨罐中，并添加2g的鹿糖和10g的鋼球，再倒入丙酮溶液，浸沒球磨罐后，將罐蓋蓋緊，放入行星式球磨機進行球磨，球磨速度設置200 r/min，球磨5h后，取出球磨罐，把合金微粉取出，放入一平整的容器中晾干，再將晾干的粉末裝入石英玻璃管中，并進行真空密封，把密封好的玻璃管投入水中，若沒有氣泡，表示密封性良好，再把玻璃管放入500°C的高溫爐中進行煅燒，煅燒15h后，取出冷卻即得一種復合鋰離子電池正極材料。
[0012]實施例二:
取適量化學純的FeC2(V2H20、Li2C03、NH4H2P04和TO3作為原料，按照LiQ.95FeWQ.()5P04的原子比例配料，將1g的配好的原料混合物倒入一球磨罐中，并添加4g的蔗糖和200g的鋼球，再倒入丙酮溶液，浸沒球磨罐后，將罐蓋蓋緊，放入行星式球磨機進行球磨，球磨速度設置300 r/min，球磨2h后，取出球磨罐，把合金微粉取出，放入一平整的容器中晾干，再將晾干的粉末裝入石英玻璃管中，并進行真空密封，把密封好的玻璃管投入水中，若沒有氣泡，表示密封性良好，再把玻璃管放入800°C的高溫爐中進行煅燒，煅燒1h后，取出冷卻即得一種復合鋰離子電池正極材料。
[0013]實施例三:
取適量化學純的FeC204_2H20、Li2C03、NH4H2P04和WO3作為原料，按照L1.9FeW0.1PO4的原子比例配料，將20g的配好的原料混合物倒入一球磨罐中，并添加5g的蔗糖和400g的鋼球，再倒入丙酮溶液，浸沒球磨罐后，將罐蓋蓋緊，放入行星式球磨機進行球磨，球磨速度設置300 r/min，球磨5h后，取出球磨罐，把合金微粉取出，放入一平整的容器中晾干，再將晾干的粉末裝入石英玻璃管中，并進行真空密封，把密封好的玻璃管投入水中，若沒有氣泡，表示密封性良好，再把玻璃管放入800°C的高溫爐中進行煅燒，煅燒15h后，取出冷卻即得一種復合鋰離子電池正極材料。
【主權項】
1.一種復合鋰離子電池正極材料，其特征在于，該正極材料的制備方法按以下步驟進行: ⑴取適量化學純的FeC204.2H20、Li2⑶3、ΝΗ4Η2Ρ04和To3作為原料，按照Li1-xFeWxP04(0.01 SXS 0.1)的原子比例配料； ⑵將配好的原料倒入球磨罐中，并添加適量的蔗糖和鋼球，在丙酮的保護下，用行星式球磨機進行球磨； (3)球磨一段時間后，把合金微粉取出晾干； ⑷將晾干的粉末裝入石英玻璃管中，進行真空密封； (5)把玻璃管投入水中，檢驗其是否密封完全； (6)再把玻璃管放入高溫爐中，進行煅燒； (7)將經過煅燒處理的粉末拿出，冷卻后砸碎玻璃管，收集粉末即得一種復合鋰離子電池正極材料。2.根據權利要求1所述的一種復合鋰離子電池正極材料，其特征在于，在步驟⑴中，按照 Li1-xFeWxP04(0.02 <X<0.05)的原子比例配料。3.根據權利要求1所述的一種復合鋰離子電池正極材料，其特征在于，在步驟⑵中，球料比為20:1，行星式球磨機速度控制200-300 r/min運行。4.根據權利要求1所述的一種復合鋰離子電池正極材料，其特征在于，在步驟⑶中，用行星式球磨機進行球磨的時間為2-5h。5.根據權利要求1所述的一種復合鋰離子電池正極材料，其特征在于，在步驟(6)中，高溫煅燒溫度為500-800°C，時間控制在10-15h。
【專利摘要】本發明公開了一種利用WO3制備復合鋰離子電池正極材料的工藝，該工藝是用FeC2O42H2O、Li2CO3、NH4H2PO4和WO3為原料，按一定比例混合，再將混合物裝入球磨罐中，放入適量蔗糖和鋼球，在丙酮的分散下進行球磨，球磨后將粉末真空密封，并放入高溫中進行煅燒，煅燒反應后即可得一種復合鋰離子電池正極材料。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M4/58
【公開號】CN105514426
【申請號】CN201510954460
【發明人】李夢思
【申請人】李夢思
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月20日