本发明专利技术公开一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料及制备方法，分子式为LiNi0.05Mn0.25Fe0.3Co0.4PO4。其制备方法即磷酸溶液中加入还原铁粉反应形成磷酸亚铁前驱体，随后将氢氧化锂与蔗糖溶液滴加到磷酸亚铁前驱体中反应，将得到的含有磷酸铁锂前驱体的混合液加入纳米球磨机中进行球磨，然后加入氢氧化钴、碳酸锰、氧化亚镍混合球磨，得到的四元磷酸盐前驱液喷雾干燥后置于坩埚中控制温度600-650℃、氮气气氛下煅烧5-9h，即得呈现均匀球形结构的四元磷酸盐锂离子电池正极材料，其具有优良的电化学性能，其比容量为143mAh/g，能量密度为610Wh/Kg，10次循环后容量保持率96.5%。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料及制备方法，分子式为LiNi0.05Mn0.25Fe0.3Co0.4PO4。其制备方法即磷酸溶液中加入还原铁粉反应形成磷酸亚铁前驱体，随后将氢氧化锂与蔗糖溶液滴加到磷酸亚铁前驱体中反应，将得到的含有磷酸铁锂前驱体的混合液加入纳米球磨机中进行球磨，然后加入氢氧化钴、碳酸锰、氧化亚镍混合球磨，得到的四元磷酸盐前驱液喷雾干燥后置于坩埚中控制温度600-650℃、氮气气氛下煅烧5-9h，即得呈现均匀球形结构的四元磷酸盐锂离子电池正极材料，其具有优良的电化学性能，其比容量为143mAh/g，能量密度为610Wh/Kg，10次循环后容量保持率96.5%。【专利说明】-种四元金属磯酸盐结离子电池正极材料及其制备方法
本专利技术涉及一种四元金属磯酸盐裡离子电池正极材料及其制备方法。
技术介绍
在科技飞速发展的当代社会，人类社会可持续发展面临着两个严峻的问题一能 源危机和环境污染。基于着两大问题，世界各国对发展电动汽车非常重视。我国在2008年 国家高技术研究发展计划巧63计划）现代交通
"节能与新能源汽车"重大项目指 南中，也将发展电动车列为重要发展方向。目前，电动汽车一个主要的技术就是使用裡离子 电池作为动力系统。 裡离子电池作为化学电源中的一种能量形式，是1990日本SONY公司研制出并开 始实现商品化，因其有高工作电压、高容量、循环寿命常和安全性能好等特点，逐渐取代了 传统的媒-領电池盒铅酸电池体系。 随着裡离子电池的快速发展，高容量、安全性能好、成本低廉的裡离子电池正极 材料成为人们研究的热点。1997年A.K.化化i等（Journal of the Electrochemical Society, 144，（1997) 1609-1613)最先研究了使用橄揽石结构的LiMP04材料作为裡离 子电池正极材料的裡离子电池，发现它具有安全性能好、循环稳定性高、较高的比容量等优 点，引起许多研究人员的关注。 [000引 LiMP04在充放电过程中，发生如下的电化学反应： 【权利要求】1. 一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料，其特征在于所述的四元金属磷酸盐锂离 子电池正极材料，其分子式为LiNiQ. Q5MnQ. 25FeQ. 3C〇Q. 4P04。2. 如权利要求1所述的一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料的制备方法，其特征 在于制备过程中所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下： 磷酸 115份 铁粉 16. 8份 氧化亚镍 3. 75份 水合氢氧化锂 38-46份 氢氧化钴 35. 34-39. 06份 碳酸锰 26. 45-31. 05份 蔗糖 15份 去离子水 550份； 其制备过程具体包括以下步骤： (1 )、将115份磷酸中加入到250份去离子水，然后将16. 8份还原铁粉加入其中进行反 应3h，得到磷酸亚铁前驱体溶液； 在搅拌状态下，将38-46份氢氧化锂以及15份蔗糖加入到剩余的300份去离子水中溶 解形成溶液1，控制滴加速率为50ml/min将所得溶液1滴加到磷酸亚铁前驱体溶液中，搅拌 均匀，得到含有磷酸铁锂前驱体的混合液； (2) 、将步骤（1)所得的含有磷酸铁锂前驱体的混合液加入纳米球磨机中，进行球磨，然 后加入35. 34-39. 06份氢氧化钴、26. 45-31. 04份碳酸锰、3. 67-3. 83份氧化亚镍粉末，继续 球磨，控制颗粒D50尺寸彡300nm，得到四元磷酸盐前驱液； (3) 、将步骤（2)所得的四元磷酸盐前驱液进行喷雾干燥，得到前驱体粉料； (4) 、在氮气气氛下，将步骤（3)所得的前驱体粉料控制温度为600-650°C进行焙烧 5-9h，即得四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料。3. 如权利要求2所述的一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料的制备方法，其特征 在于步骤（3)中所述喷雾干燥过程，控制进风温度为160°C，进料量为20ml/min，通针频率 为 10 次/min。4. 如权利要求2所述的一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料的制备方法，其特征 在于制备过程中所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下： 磷酸 115份 铁粉 16. 8份 氧化亚镍 3. 75份 水合氢氧化锂 42份 氢氧化钴 37. 2份 碳酸锰 28. 75份 蔗糖 15份 去离子水 550份； 制备过程步骤（4)中控制温度为650°C进行焙烧7h。5. 如权利要求2所述的一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料的制备方法，其特征 在于制备过程中所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下： 磷酸 115份 铁粉 16. 8份 氧化亚镍 3. 75份 水合氢氧化锂 42份 氢氧化钴 35. 34份 碳酸锰 31. 05份 蔗糖 15份 去离子水 550份； 制备过程步骤（4)中控制温度为620°C进行焙烧7h。6. 如权利要求2所述的一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料的制备方法，其特征 在于制备过程中所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下： 磷酸 115份 铁粉 16. 8份 氧化亚镍 3. 75份 水合氢氧化锂 46份 氢氧化钴 35. 34份 碳酸锰 31. 05份 蔗糖 15份 去离子水 550份； 制备过程步骤（4)中控制温度为650°C进行焙烧9h。7. 如权利要求2所述的一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料的制备方法，其特征 在于制备过程中所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下： 磷酸 115份 铁粉 16. 8份 氧化亚镍 3. 75份 水合氢氧化锂 38份 氢氧化钴 37. 2份 碳酸锰 28. 75份 蔗糖 15份 去离子水 550份； 制备过程步骤（4)中控制温度为600°C进行焙烧7h。8. 如权利要求2所述的一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料的制备方法，其特征 在于制备过程中所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下： 磷酸 115份 铁粉 16. 8份 氧化亚镍 3. 75份 水合氢氧化锂 46份 氢氧化钴 37. 2份 碳酸锰 28. 75份 蔗糖 15份 去离子水 550份； 制备过程步骤（4)中控制温度为600°C进行焙烧9h。9. 如权利要求2所述的一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料的制备方法，其特征 在于制备过程中所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下： 磷酸 115份 铁粉 16. 8份 氧化亚镍 3. 75份 水合氢氧化锂 38份 氢氧化钴 39. 06份 碳酸锰 26. 45份 蔗糖 15份 去离子水 550份； 制备过程步骤（4)中控制温度为650°C进行焙烧5h。10. 如权利要求2所述的一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料的制备方法，其特 征在于制备过程中所用的原料，按质量份数计算，其组成及含量如下： 磷酸 115份 铁粉 16. 8份 氧化亚镍 3. 75份 水合氢氧化锂 42份 氢氧化钴 39. 06份 碳酸锰 26. 45份 蔗糖 15份 去离子水 550份本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料，其特征在于所述的四元金属磷酸盐锂离子电池正极材料，其分子式为LiNi0.05Mn0.25Fe0.3Co0.4PO4。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：常程康，邓玲，王永强，郭倩，蔡元元，石明明，
申请(专利权)人：上海应用技术学院，
类型：发明
国别省市：上海;31
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