一种以酸洗铁红为原料制备磷酸铁锂正极材料的方法技术

技术编号:21633145 阅读:155 留言:0更新日期:2019-07-17 12:29
本发明专利技术提供了一种以酸洗铁红为原料制备磷酸铁锂正极材料的方法。所述方法包括:(1)将锂源、铁源、磷源和碳源混合,得到混合料,所述铁源包括酸洗铁红;(2)对步骤(1)所述混合料在保护性气体下进行烧结,得到碳包覆磷酸铁锂正极材料。本发明专利技术很好的利用酸洗废液回收产物酸洗铁红,作为铁源,采用碳热还原法制备了碳包覆LiFePO4正极材料,同时对产品进行了金属和非金属离子掺杂改善其电化学性能,降低了碳包覆掺杂LiFePO4正极材料的生产成本,可以为工业化生产带来更大的利润空间。此外,本方法制备工艺简单,可控程度高适合工业化生产。

A method for preparing lithium iron phosphate cathode material from pickled iron red

【技术实现步骤摘要】
一种以酸洗铁红为原料制备磷酸铁锂正极材料的方法
本专利技术属于电池材料
,涉及一种正极材料的制备方法,尤其涉及一种以酸洗铁红为原料制备磷酸铁锂正极材料的方法。
技术介绍
随着世界经济的快速发展,能源的急剧消耗和环境污染已成为掣肘世界各国发展的重要因素。为此,发展清洁高效的储能器件尤为关键。锂离子电池因其能量密度高、清洁高效、寿命长和安全可靠等优点。其中,锂离子电池正极材料是影响锂离子电池的重要因素之一。在众多的锂离子电池正极材料中,橄榄石结构的LiFePO4正极材料,因其具有稳定的充放电平台、无毒无污染且拥有较高的理论容量(170mAh/g)引起了广泛关注,世界各国将LiFePO4正极材料视为新能源汽车动力电源的首选材料。然而,由于LiFePO4自身存在电导率和离子扩散能力较差的问题,限制了其在实际应用中的性能。目前,针对以上两个问题普遍采取的几种解决方案为碳包覆、金属离子掺杂和减小颗粒尺寸设计独特的形貌结构,以期改善电导率和离子扩散能力。另一方面,钢铁工业在生产冷轧钢板时在表面将产生氧化铁皮,如果不加处理将对冷轧钢板的性能产生影响。目前除去冷轧钢板表面氧化铁皮的方法是以盐酸酸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种以酸洗铁红为原料制备磷酸铁锂正极材料的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:(1)将锂源、铁源、磷源和碳源混合,得到混合料,所述铁源包括酸洗铁红;(2)对步骤(1)所述混合料在保护性气体下进行烧结,得到碳包覆磷酸铁锂正极材料。

【技术特征摘要】
1.一种以酸洗铁红为原料制备磷酸铁锂正极材料的方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:(1)将锂源、铁源、磷源和碳源混合,得到混合料,所述铁源包括酸洗铁红;(2)对步骤(1)所述混合料在保护性气体下进行烧结,得到碳包覆磷酸铁锂正极材料。2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,步骤(1)所述碳源包括柠檬酸、马来酸、酒石酸或丙二酸中的任意一种或至少两种的组合,优选为柠檬酸;优选地,所述碳源的质量为铁源质量的53.25-107.25%。3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,步骤(1)所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂或醋酸锂中的任意一种或至少两种的组合;优选地,步骤(1)所述磷源包括磷酸二氢铵和/或磷酸;优选地,步骤(1)所述锂源、铁源和磷源中,Li:Fe:P的元素摩尔比为(1-1.05):1:1。4.根据权利要求1-3任一项所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,还包括加入第一掺杂元素源,所述第一掺杂元素源为钠源;优选地,所述钠源包括碳酸钠;优选地,所述钠源中Na元素的摩尔量为锂源中Li元素摩尔量的2-8%;优选地,步骤(1)中,还包括加入第二掺杂元素源,所述第二掺杂元素源为铝源、镁源、镍源、锌源、锰源或钛源中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述铝源包括异丙醇铝;优选地,所述镁源包括碱式碳酸镁;优选地,所述镍源包括硝酸镍;优选地,所述锌源包括碳酸锌;优选地,所述锰源包括碳酸锰;优选地,所述钛源包括二氧化钛;优选地,所述第二掺杂元素源中的掺杂元素的摩尔量为铁源中Fe元素摩尔量的2-8%;优选地,步骤(1)中,还包括加入第三掺杂元素源,所述第三掺杂元素源为硅源和/或氯源;优选地,所述硅源包括二氧化硅;优选地,所述氯源包括氯化铵;优选地,所述第三掺杂元素源中的掺杂元素的摩尔量为磷源中P元素摩尔量的1-8%;优选地,步骤(1)所述碳包覆磷酸铁锂正极材料中还包含掺杂元素;优选地,步骤(1)所述锂源、铁源、磷源和碳源的加入顺序为铁源、锂源、磷源和碳源;优选地,当步骤(1)还包括加入掺杂元素源时,在加入碳源之后再加入所述掺杂元素源。5.根据权利要求1-4任一项所述的方法,其特征在于,步骤(1)中,所述混合的方法为球磨混合;优选地,所述球磨混合的时间为2-6h;优选地,所述球磨混合中加入水,所述水的质量与其他物料总质量之...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗绍华侯鹏庆刘欢冯建李鹏伟赵鑫王庆张亚辉刘延国王志远刘宣文郭瑞郝爱民
申请(专利权)人:东北大学秦皇岛分校
类型:发明
国别省市:河北,13

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