本发明专利技术公开了一种锂离子电池用镁、钡掺杂磷酸铁锂正极材料及其制备方法：将氢氧化锂、磷酸二氢铵、碳酸钡、草酸亚铁、氧化镝按混合后球磨，得到纳米前驱体；将丙烯醇镁与助溶剂甲苯相溶形成的镁盐溶胶，得到镁盐溶胶包覆液，将上述前躯体粉料加入到包覆相乙酮中混合，加入上述镁盐溶胶包覆液，球磨机；烘干后烧结，得到掺杂镁、钡的磷酸铁锂正极材料。本发明专利技术制备的锂离子电池用掺镁、钡的磷酸铁锂正极材料，在掺杂了镁和钡来改性的同时，还特别添加了Dy使其改性，采用特定的掺杂、包覆及烧结工艺，使得该复合材料在用于锂离子电池时，具有较高的能量密度和良好的循环稳定性，使得锂离子电池具有高的比容量以及较长的使用寿命。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电池正极材料的制备方法，尤其涉及。
技术介绍
电池是众多电子电器设备的动力源。交通、通讯和电子信息技术的迅猛发展，电动汽车、移动电话和笔记本电脑等在人们生活中的深入普及，都极大地推动了电池技术的进步，所以新型电池产品层出不穷。锂离子电池因其具有容量高、质量轻、体积小等优点而成为通、通讯和电子信息技术等领域可选用的最佳电源。磷酸铁锂1^?#04因其无毒、对环境友好、安全性高、原材料来源丰富、比容量高、循环性能稳定、价格低廉，具有170mAh/g的理论容量3.5V的平稳放电平台，磷酸铁锂材料具有高的能量密度、低廉的价格、优异的安全性，特别适用于动力电池。但它电阻率较大。由于磷酸铁锂，常温下，LiFeP04的动力学不好，倍率性能极差，国内外的研究者们使用了诸如包覆、掺杂、纳米化等方法改善倍率性能，基本想法就是提高电导率和缩短离子、电子传输路径。而铁位掺杂可以改善LiFeP04的倍率充放电性能，提高循环性能。掺杂金属离子以提高其本体电子电导率。导电性差是影响磷酸铁锂应用的最大因素，通过掺杂可将电导率提高，高倍率充放电性能也得到改善，在一定程度上抑制了容量衰减的作用。掺杂途径可提高、改善锂离子正极材料性能，已是公认的一种可行的方式。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，使用该方法制备的正极材料，具有良好的循环稳定性和高倍率充放电性能。为了实现上述目的，本专利技术提供的，包括如下步骤:步骤1，制备掺钡磷酸铁锂前躯体将锂源、磷酸二氢铵、钡源、亚铁源、氧化镝按照Li: P: Ba: Fe: Dy摩尔比为(0.75-0.95): 1: (0.05-0.25): (0.99-0.995): (0.005-0.01)比例混合后，在乙二醇介质中，转速600-800r/min高速球磨4_7h，形成粒径为1_3微米的楽料，将上述楽料过滤、洗涤，然后用100-110°C烘干得到纳米前驱体；步骤2，镁包覆将丙烯醇镁与助溶剂相溶形成的镁盐溶胶，溶胶中镁盐的重量浓度为15_25wt%，得到镁盐溶胶包覆液；将上述前躯体粉料加入到包覆相乙酮中，上述前躯体粉料与包覆相乙酮的重量比例控制在1: (3-4);优选地，然后进行搅拌，搅拌时间优选为10-15分钟；加入上述镁盐溶胶包覆液，球磨得到包覆产物，其中元素镁与上述前躯体粉料的Fe元素摩尔比为0.05-0.09: 1;步骤3，烧结将上述包覆产物取出烘干，将烘干后的混合物置于高温炉内，在氮气氛中烧结，以5-10°C /min的升温速度加热到500_600°C，保温6_7h ;再以10_15°C /min的升温速度加热至700-800°C，保温10-12h ;再以15-20°C /min的降温速度降至600-650°C，退火5_8h，最后冷却，得到掺杂镁、钡的磷酸铁锂正极材料。其中，所述锂源优选为氢氧化锂。其中，所述钡源优选为碳酸钡。其中，所述亚铁源优选为草酸亚铁。其中，所述步骤2中所述助溶剂优选为甲苯。其中，步骤2中所述球磨优选为:在球磨机中以转速100-200r/min实施，球磨30-60分钟。本专利技术还提供了一种上述任意方法制备的镁、钡掺杂磷酸铁锂正极材料，尤其是锂离子电池用镁、钡掺杂磷酸铁锂正极材料。 本专利技术制备的锂离子电池用掺镁、钡的磷酸铁锂正极材料，在掺杂了镁和钡来改性的同时，还特别添加了 Dy使其改性，采用特定的掺杂、包覆及烧结工艺，使得该复合材料在用于锂离子电池时，具有较高的能量密度和良好的循环稳定性，使得锂离子电池具有高的比容量以及较长的使用寿命。【具体实施方式】实施例一制备掺钡磷酸铁锂前躯体将氢氧化锂、磷酸二氢铵、碳酸钡、草酸亚铁、氧化镝按照Li: P: Ba: Fe: Dy摩尔比为0.95: 1: 0.05: 0.995: 0.005比例混合后，在乙二醇介质中，转速600r/min高速球磨7h，形成粒径为1-3微米的浆料，将上述浆料过滤、洗涤，然后用100°C烘干得到纳米前驱体。镁包覆将丙烯醇镁与助溶剂甲苯相溶形成的镁盐溶胶，溶胶中镁盐的重量浓度为15wt %，得到镁盐溶胶包覆液，将上述前躯体粉料加入到包覆相乙酮中，上述前躯体粉料与包覆相乙酮的重量比例控制在1: 3，搅拌混合10分钟后，加入上述镁盐溶胶包覆液，放入球磨机中以转速100r/min，球磨60分钟得到包覆产物，其中元素镁与上述前躯体粉料的Fe元素摩尔比为0.05: 1。烧结将上述包覆产物取出烘干，将烘干后的混合物置于高温炉内，在氮气氛中烧结，以5°C /min的升温速度加热到500°C，保温6-7h ;再以10°C /min的升温速度加热至700°C，保温！2h ;再以15°C /min的降温速度降至600°C，退火8h，最后自然冷却至常温，得到掺杂镁、钡的磷酸铁锂正极材料。实施例二制备掺钡磷酸铁锂前躯体将氢氧化锂、磷酸二氢铵、碳酸钡、草酸亚铁、氧化镝按照Li: P: Ba: Fe: Dy摩尔比为0.75: 1: 0.25: 0.99: 0.01比例混合后，在乙二醇介质中，转速800r/min高速球磨4h，形成粒径为1-3微米的浆料，将上述浆料过滤、洗涤，然后用110°C烘干得到纳米前驱体。镁包覆将丙烯醇镁与助溶剂甲苯相溶形成的镁盐溶胶，溶胶中镁盐的重量浓度为25wt %，得到镁盐溶胶包覆液，将上述前躯体粉料加入到包覆相乙酮中，上述前躯体粉料与包覆相乙酮的重量比例控制在1: 4，搅拌混合15分钟后，加入上述镁盐溶胶包覆液，放入球磨机中以转速200r/min，球磨30分钟得到包覆产物，其中元素镁与上述前躯体粉料的Fe元素摩尔比为0.09: 1。烧结将上述包覆产物取出烘干，将烘干后的混合物置于高温炉内，在氮气氛中烧结，以10°C /min的升温速度加热到600°C，保温6h ;再以15°C /min的升温速度加热至800°C，保温10h ;再以20°C /min的降温速度降至600°C，退火5h，最后自然冷却至常温，得到掺杂镁、钡的磷酸铁锂正极材料。比较例将Li2C03(99.73% ),碳酸镁(99.5% ), BaC03 (99.8% ), FeC204.2H20(99.06% ),NH4H2P04(98% )原料，按照 lmol Li: 0.002mol Mg: 0.0003mol Ba: lmol Fe: lmolP比例混合后，在无水乙醇(AR)介质中，高速球磨20h(转速200r/mimn。105_120°C烘干后，得到前驱体，将烘干得到的前驱体置于高温炉内，在普通纯氮(> 99.5% )气氛中，经500-750°C，高温煅烧24h。即得本专利技术的镁、钡活化磷酸铁锂正极材料将上述实施例一、二以及比较例所得产物压制在镍网上，在150°C真空干燥24小时，作为工作电极。参比电极为金属锂，电解液为lmol/1 LiPFj^EC/DEC/DMC(体积比1:1:1)。在测试温度为25°C下进行电性能测试，经测试该实施例一和二的的材料与比较例的产物相比，比容量提高了 35-45%，使用寿命提高1.6倍以上。以上对本专利技术的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本专利技术并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本专利技术进行的等同修改和替代也都在本专利技术的范畴之中。因此，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂离子电池用镁、钡掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：步骤1，制备掺钡磷酸铁锂前躯体将锂源、磷酸二氢铵、钡源、亚铁源、氧化镝按照Li∶P∶Ba∶Fe∶Dy摩尔比为(0.75‑0.95)∶1∶(0.05‑0.25)∶(0.99‑0.995)∶(0.005‑0.01)比例混合后，在乙二醇介质中，转速600‑800r/min高速球磨4‑7h，形成粒径为1‑3微米的浆料，将上述浆料过滤、洗涤，然后用100‑110℃烘干得到纳米前驱体；步骤2，镁包覆将丙烯醇镁与助溶剂相溶形成的镁盐溶胶，溶胶中镁盐的重量浓度为15‑25wt％，得到镁盐溶胶包覆液；将上述前躯体粉料加入到包覆相乙酮中，上述前躯体粉料与包覆相乙酮的重量比例控制在1∶(3‑4)，加入上述镁盐溶胶包覆液，球磨得到包覆产物，其中元素镁与上述前躯体粉料的Fe元素摩尔比为0.05‑0.09∶1；步骤3，烧结将上述包覆产物取出烘干，将烘干后的混合物置于高温炉内，在氮气氛中烧结，以5‑10℃/min的升温速度加热到500‑600℃，保温6‑7h；再以10‑15℃/min的升温速度加热至700‑800℃，保温10‑12h；再以15‑20℃/min的降温速度降至600‑650℃，退火5‑8h，最后冷却，得到掺杂镁、钡的磷酸铁锂正极材料。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王欣欣，
申请(专利权)人：宁波高新区锦众信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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