0029]以元素摩尔比为Li: Fe: P: Ti = 1.13: I: I: 0.15称取碳酸锂、磷酸铁、二氧化钛，再按锂源化合物、磷酸铁、二氧化钛总质量的8%称取葡萄糖；以乙醇为介质,混合后加入球磨机中，球磨240分钟后得到浆料，其中乙醇占浆料总质量的80% ;将上述浆料进行喷雾干燥得到前驱体混合物，将前驱体混合物装钵后置入马弗炉中在氩气保护下焙烧，400°C保温2h，而后升温至750°C保温6h，随后随炉降温至室温，得到复合材料(Li4Ti5O12) 0.03/LiFeP04 ；
[0030]装配2035型扣式模拟电池对上述制备的(Li4Ti5O12)atl3ZliFePO4材料进行电化学性能测试。以铝箔为正极集流体，其中正极活性物质、乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)的质量比为8:1: 1，负电极为金属锂片，隔膜为进口 Celgard-2300，lmol/L LiPF6/碳酸乙烯酯(EC) +碳酸二乙酯(DEC) +碳酸二甲酯(DMC)(体积比1:1:1)的混合溶液为电解液，电池的装配在手套箱中进行。恒电流充放电测试的电压范围是2V?4.2V，充放电制度按照170mAh/g的理论容量计算，即IC为170mA/g。_20°C低温试验在高低温箱中进行，将2035型扣式模拟电池放入温度为_20°C的高低温箱中，静置24h后，测试电池的充放电曲线。
[0031]由图2可知，按实施例1所制备的复合材料材料在室温下0.2C放电比容量为161mAh/g，在-20°C时0.2C放电比容量分别为118mAh/g。实施例1所制备的复合材料较比较例I所制备的磷酸亚铁锂材料，其低温性能得到显著的提高。
[0032]实施例2
[0033]以元素摩尔比为Li: Fe: P: Ti = 1.09: I: I: 0.1称取碳酸锂、磷酸铁、二氧化钛，再按锂源化合物、磷酸铁、二氧化钛总质量的15%称取蔗糖；以丙酮为介质，混合后加入球磨机中，球磨120分钟后得到浆料，其中丙酮占浆料总质量的70% ;将上述浆料进行喷雾干燥得到前驱体混合物，将前驱体混合物装钵后置入马弗炉中在氩气保护下焙烧，350°C保温2h，而后升温至650°C保温8h，随后随炉降温至室温，得到复合材料(Li4Ti5O12) ο 02/LiFeP04 ；
[0034]装配2035型扣式模拟电池对上述制备的(Li4Ti5O12)atl2ZliFePO4材料进行电化学性能测试。以铝箔为正极集流体，其中正极活性物质、乙炔黑、聚偏氟乙烯(PVDF)的质量比为8:1: 1，负电极为金属锂片，隔膜为进口 Celgard-2300，lmol/L LiPF6/碳酸乙烯酯(EC) +碳酸二乙酯(DEC) +碳酸二甲酯(DMC)(体积比1:1:1)的混合溶液为电解液，电池的装配在手套箱中进行。恒电流充放电测试的电压范围是2V?4.2V，充放电制度按照170mAh/g的理论容量计算，即IC为170mA/g。_20°C低温试验在高低温箱中进行，将2035型扣式模拟电池放入温度为_20°C的高低温箱中，静置24h后，测试电池的充放电曲线。
[0035]由图3可知，按实施例2所制备的复合材料材料在室温下0.2C放电比容量为158mAh/g，在-20°C时0.2C放电比容量分别为116mAh/g。
【主权项】
1.一种磷酸亚铁锂材料的低温电化学性能的改进方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)配料:将锂源化合物、磷酸铁、钛源化合物按元素摩尔比为Li: Fe: P: Ti =(l+4x/5+y):1:1: X配料，其中O < X < 0.25，0彡y彡(λ lx，再按磷酸铁、锂源化合物和钛源化合物总质量的3?20%加入碳源； (2)混料:将以上原料加入球磨机中，以去离子水、无水乙醇或丙酮为溶剂介质，湿法球磨0.5?24h，得到混合浆料； (3)干燥:将混合浆料进行干燥，脱除溶剂介质，得到干燥的前驱体混合物； (4)烧结:将前驱体混合物在惰性气体保护中先于300?500°C下预处理0.5?8h，而后在650?800°C下后处理0.5?10h，所得产物在惰性气体保护中自然冷却至室温，得到钛酸锂改性的磷酸亚铁锂材料。
2.根据权利要求1所述的磷酸亚铁锂材料的低温电化学性能的改进方法，其特征在于，所述步骤(2)中的溶剂介质占混合浆料的质量分数为50%?90%。
3.根据权利要求1所述的磷酸亚铁锂材料的低温电化学性能的改进方法，其特征在于，所述锂源化合物为氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂、乙酸锂中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的磷酸亚铁锂材料的低温电化学性能的改进方法，其特征在于，所述钛源化合物为二氧化钛、钛酸丁酯中的一种或两种。
5.根据权利要求1所述的磷酸亚铁锂材料的低温电化学性能的改进方法，其特征在于，所述碳源化合物为葡萄糖、蔗糖、淀粉、浙青、聚乙二醇、聚丙烯和聚乙烯醇中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的磷酸亚铁锂材料的低温电化学性能的改进方法，其特征在于，所述步骤(3)的干燥方式为喷雾干燥或真空干燥。
7.根据权利要求1所述的磷酸亚铁锂材料的低温电化学性能的改进方法，其特征在于，所述惰性气体为氮气、氩气或者两者的混合气体。
8.根据权利要求1所述的磷酸亚铁锂材料的低温电化学性能的改进方法，其特征在于，所述步骤(4)中，预处理温度为400?500°C，而后的处理温度为700?800°C。
【专利摘要】本发明公开了一种磷酸亚铁锂材料的低温电化学性能的改进方法，包括以下步骤：(1)将锂源化合物、磷酸铁、钛源化合物按元素摩尔比Li∶Fe∶P∶Ti＝(1+4x/5+y)∶1∶1∶x配料，其中0＜x＜0.25，0≤y≤0.1x，再按磷酸铁、锂源化合物和钛源化合物总质量的3～20％加入碳源；(2)将以上原料加入球磨机中，以去离子水、无水乙醇或丙酮为溶剂，湿法球磨0.5～24h，得到混合浆料；(3)将混合浆料进行干燥，脱除溶剂，得到前驱体混合物；(4)将前驱体混合物在惰性气体保护中先于300～500℃下预处理0.5～8h，而后在650～800℃下后处理0.5～10h，所得产物在惰性气体保护中自然冷却至室温，得到钛酸锂改性的磷酸亚铁锂材料。本发明在LiFePO4晶粒表面或晶粒间引入钛酸锂，可提高体系的锂离子传导率进而改善磷酸亚铁锂材料的低温电化学性能。
【IPC分类】C01B25-45, H01M4-36, H01M4-58
【公开号】CN104752694
【申请号】CN201310744072
【发明人】赵挺, 张向军, 樊腾飞, 杨容, 刘丙学, 刘冠伟, 王 琦, 江丹平
【申请人】北京有色金属研究总院
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月30日