一种掺杂Gd的锂离子电极材料制造技术

本发明专利技术公开了一种掺杂Gd的电极材料。该电极材料是以Li2CO3、FeC2O4・2H2O 、NH4H2PO4、WO3、Gd作为原料，将其按一定原子比例配料，先用丙酮清洗后，再进行球磨，然后晾干，再真空密封于石英玻璃管中，最后高温烧结即得一种复合电极材料。

【技术实现步骤摘要】
一种掺杂Gd的锂离子电极材料
本专利技术涉及一种锂离子电极材料及其制备工艺，特别涉及一种添加Gd和W元素的锂离子电极材料及其制备方法，属于电池电极材料领域。
技术介绍
锂离子电池一般是使用锂合金金属氧化物为正极材料、石墨为负极材料、使用非水电解质的电池。目前常见的锂离子电池正极材料有橄榄石结构的磷酸铁锂等，LiFePO4属于较新的正极材料，其安全性高、成本较低，但存在室温电导率低，放电电压低（3.4V）等缺点，都制约了自身的进一步应用。有文献指出，稀土元素能够代替了Li的位置，很好的融入到橄榄石结构中，且能够改提高LiFePO4的导电率，W元素能够改善LiFePO4的电化学性能。本专利技术通过再通过球磨工艺、高温固相法掺杂稀土Gd元素和过渡金属W元素，制备一种复合锂离子电池正极材料，弥补纯磷酸铁锂电极材料的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种掺杂Gd的电极材料。该电极材料的制备工艺包括如下步骤：⑴取适量化学纯的FeC2O4・2H2O、Li2CO3、NH4H2PO4、WO3和金属Gd粉末作为原料，按照Li1-xFe0.9W0.1GdxPO4（0.01≤X≤0.1）的原子比例配料；⑵将配好的原料一起倒入丙酮溶液中进行清洗并过滤；⑶将过滤收集的原料混合物再一起倒入球磨罐中，并添加适量的蔗糖和钢球，在丙酮的保护下，用行星式球磨机进行球磨；⑷球磨一段时间后，把合金微粉取出并晾干；⑸将晾干的粉末装入石英玻璃管中，进行真空密封；⑹把玻璃管投入水中，检验其是否密封完全，若无气泡，则可检验其密封性良好；⑺再将玻璃管放入高温炉中，进行煅烧，煅烧后取出管内粉末即得一种复合离子电极材料。优先地，在步骤⑶中，球料比为15-20，行星式球磨机速度控制250-350r/min运行。优先地，在步骤⑷中，用行星式球磨机进行球磨的时间为20-40h。优先地，在步骤⑺中，高温煅烧温度为700-900℃，时间控制在10-15h。本专利技术具有下列优点和特性：⑴制备的电极材料粉末电率高，容量大；⑵制备工艺简单，流程短。实施例一：首先以化学纯的FeC2O4・2H2O、Li2CO3、NH4H2PO4、WO3和金属Gd粉末为原料，按照Li0.99Fe0.9W0.1Gd0.01PO4的原子比例配料5g的样品，将配好原料一起倒入丙酮溶液中，进行清洗并过滤，将过滤收集的原料混合物再一起倒入球磨罐中，并添加3g的蔗糖和100g的钢球，再倒入丙酮溶液，浸没球磨罐后，将罐盖盖紧，放入行星式球磨机进行球磨，球磨速度设置250r/min，球磨40h后，把合金微粉取出，放入一平整的容器中晾干，再将晾干的粉末装入石英玻璃管中，在不断抽气的情况下，进行真空密封，将密封的石英玻璃管投入水中验证气密性，若无气泡，则可认定其密封性良好，再把石英玻璃管取出，晾干水分后放入700℃的高温炉中进行煅烧，煅烧15h后，取出管内粉末即得一种复合离子电极材料。实施例二：首先以化学纯的FeC2O4・2H2O、Li2CO3、NH4H2PO4、WO3和金属Gd粉末为原料，按照Li0.95Fe0.9W0.1Gd0.05PO4的原子比例配料10g的样品，将配好的原料一起倒入丙酮溶液中，进行清洗并过滤，将过滤收集的原料混合物再一起倒入球磨罐中，并添加4g的蔗糖和150g的钢球，再倒入丙酮溶液，浸没球磨罐后，将罐盖盖紧，放入行星式球磨机进行球磨，球磨速度设置300r/min，球磨30h后，把合金微粉取出，放入一平整的容器中晾干，再将晾干的粉末装入石英玻璃管中，在不断抽气的情况下，进行真空密封，将密封的石英玻璃管投入水中验证气密性，若无气泡，则可认定其密封性良好，再把石英玻璃管取出，晾干水分后放入800℃的高温炉中进行煅烧，煅烧13h后，取出管内粉末即得一种复合离子电极材料。实施例三：首先以化学纯的FeC2O4・2H2O、Li2CO3、NH4H2PO4、WO3和金属Gd粉末为原料，按照Li0.9Fe0.9W0.1Gd0.1PO4的原子比例配料20g的样品，将配好的原料一起倒入丙酮溶液中，进行清洗并过滤，将过滤收集的原料混合物再一起倒入球磨罐中，并添加5g的蔗糖和300g的钢球，再倒入丙酮溶液，浸没球磨罐后，将罐盖盖紧，放入行星式球磨机进行球磨，球磨速度设置350r/min，球磨20h后，把合金微粉取出，放入一平整的容器中晾干，再将晾干的粉末装入石英玻璃管中，在不断抽气的情况下，进行真空密封，将密封的石英玻璃管投入水中验证气密性，若无气泡，则可认定其密封性良好，再把石英玻璃管取出，晾干水分后放入900℃的高温炉中进行煅烧，煅烧10h后，取出管内粉末即得一种复合离子电极材料。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掺杂Gd的锂离子电极材料，其特征在于该电极材料的制备工艺按如下步骤进行：⑴取适量化学纯的FeC2O4・2H2O 、Li2CO3、NH4H2PO4、WO3和金属Gd粉末作为原料，按照Li1‑xFe0.9W0.1GdxPO4（0.01≤X≤0.1）的原子比例配料；⑵将配好的原料一起倒入丙酮溶液中进行清洗并过滤；⑶将过滤收集的原料混合物再一起倒入球磨罐中，并添加适量的蔗糖和钢球，在丙酮的保护下，用行星式球磨机进行球磨；⑷球磨一段时间后，把合金微粉取出并晾干；⑸将晾干的粉末装入石英玻璃管中，进行真空密封；⑹把玻璃管投入水中，检验其是否密封完全，若无气泡，则可检验其密封性良好；⑺再将玻璃管放入高温炉中，进行煅烧，煅烧后取出管内粉末即得一种复合离子电极材料。

【技术特征摘要】
1.一种掺杂Gd的锂离子电极材料，其特征在于该电极材料的制备工艺按如下步骤进行：⑴取适量化学纯的FeC2O4・2H2O、Li2CO3、NH4H2PO4、WO3和金属Gd粉末作为原料，按照Li1-xFe0.9W0.1GdxPO4（0.01≤X≤0.1）的原子比例配料；⑵将配好的原料一起倒入丙酮溶液中进行清洗并过滤；⑶将过滤收集的原料混合物再一起倒入球磨罐中，并添加适量的蔗糖和钢球，在丙酮的保护下，用行星式球磨机进行球磨；⑷球磨一段时间后，把合金微粉取出并晾干；⑸将晾干的粉末装入石英玻璃管中，进行真空密封；⑹把玻璃管投入水中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑观情，
申请(专利权)人：郑观情，
类型：发明
国别省市：广西,45