一种降低杂质的磷酸铁锂的制备方法与流程

文档序号:36455508发布日期:2023-12-21 16:47阅读:32来源:国知局

本发明属于锂离子电池材料制备领域,具体地说是一种磷酸铁锂/偏铝酸锂复合正极材料及其制备方法。


背景技术:

1、而磷酸铁锂以其安全性能高等优点而应用于电动汽车领域,但是由于比容量偏低限制其应用领域,因此为提高磷酸铁锂电池的能量密度成为拓宽应用领域的必然选择,而可行的办法是通过材料克容量和材料压实密度两个方面入手,而提高磷酸铁锂循环寿命、降低磷酸铁锂的杂质需要对其表面改性以提高磷酸铁锂的长循环性能。目前磷酸铁锂主要采用固相法制备,并在其表面包覆碳并掺杂金属元素以提高材料的克容量,在惰性气氛下,煅烧制备出高容量、高振实密度磷酸铁锂材料,但是材料表面包覆的炭层对锂离子的导电率并没有改善,对其倍率性能和循环性能改善较小;同时二氧化钛为无机化合物,造成其材料的掺杂均匀度及其与电解液的相容性差。而在磷酸铁锂表面包覆多孔锂化合物则可以明显提高大倍率条件下锂离子的导电速率并提高其倍率性能,同时表面多孔结构有利于电解液的吸收和储存提高其材料的长循环性能。


技术实现思路

1、为了提高磷酸铁锂的比容量及其循环性能以满足市场对高比能量密度磷酸铁锂电池及其长寿命的需求,本发明通过取铁盐溶于水,配制成铁盐溶液;由磷酸和碱溶液配制得到磷酸盐溶液;将所述铁盐溶液加入到搅拌的反应釜中,再将磷酸和双氧水依次加入到反应釜中,再将所述磷酸盐溶液加入到反应釜中,升温进行合成反应,陈化后得到沉淀物;将所述沉淀物进行过滤,然后用去离子水洗涤,干燥,过筛,得到二水磷酸铁;将所述二水磷酸铁烧结,过筛,得到低杂质的磷酸铁锂。

2、本发明的技术方案是通过以下方式实现的:一种降低杂质的磷酸铁锂的制备方法,以重量份计,其特征在于:包括以下步骤:

3、1)配制成铁盐溶液:

4、按摩尔份取碳酸锂1.2~3.2份、磷酸铵盐2~5份,加水溶解,混匀;称取0.3~0.8份还原剂,加水溶解,并于溶液中加入与磷酸铵盐相同摩尔份的亚铁盐,混匀;然后将上述二种溶液混合,并通过二氧化碳调节溶液的ph值至6.5~7.5,搅拌并在100~200℃充分反应15h,过滤后得到磷酸铁锂铁盐溶液;

5、2)配制磷酸盐溶液:

6、将偏铝酸钠溶液采用盐酸调节ph为8,使其形成溶胶氢氧化铝溶胶,将氢氧化铝溶胶放入烘箱中并在80℃干燥2h,使其形成氢氧化铝凝胶,之后放置到0.1~1.0mol/l的碳酸锂溶液中形成偏铝酸锂凝胶,在60℃保温2h后,释放反应釜内流体,内外压力平衡后取样,得到磷酸盐溶液;

7、3)配制磷酸铁锂沉淀物:

8、将所述铁盐溶液加入到搅拌的反应釜中,再将磷酸和双氧水依次加入到反应釜中,再将所述磷酸盐溶液加入到反应釜中,升温进行合成反应,陈化后得到沉淀物;

9、4)洗涤、干燥、过筛:

10、将所述沉淀物进行过滤,然后用去离子水洗涤,干燥,过筛,得到二水磷酸铁;将所述二水磷酸铁烧结,过筛,得到低杂质的磷酸铁锂。

11、所述的步骤2)中氢氧化铝凝胶和碳酸锂的摩尔比为1:0.5~1。

12、本发明有益效果:通过工艺参数的调整可以制备不同片状形貌的磷酸铁,以该磷酸铁为原料制备的磷酸铁锂的压密和容量等综合性能有明显的优势。有效的降低了磷酸铁锂中的杂质。本发明利用氢氧化铝凝胶碳化后形成的氧化碳对其磷酸铁锂进行掺杂提高其材料的比容量,及其材料充放电过程中锂离子的传输速率及其材料的吸液保液能力,提高其材料的循环性能。



技术特征:

1.一种降低杂质的磷酸铁锂的制备方法,以重量份计,其特征在于:包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种降低杂质的磷酸铁锂的制备方法,其特征在于:所述的步骤2)中氢氧化铝凝胶和碳酸锂的摩尔比为1:0.5~1。


技术总结
本发明属于锂离子电池正极材料制备领域,具体地说是一种降低杂质的磷酸铁锂的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:1)配制成铁盐溶液:2)配制磷酸盐溶液:3)配制磷酸铁锂沉淀物:4)洗涤、干燥、过筛。本发明,通过工艺参数的调整可以制备不同片状形貌的磷酸铁,以该磷酸铁为原料制备的磷酸铁锂的压密和容量等综合性能有明显的优势。有效的降低了磷酸铁锂中的杂质。本发明利用氢氧化铝凝胶碳化后形成的氧化碳对其磷酸铁锂进行掺杂提高其材料的比容量,及其材料充放电过程中锂离子的传输速率及其材料的吸液保液能力,提高其材料的循环性能。

技术研发人员:丁建民
受保护的技术使用者:江苏乐能电池股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/1/15
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