一种正极材料磷酸铁锂的制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供了一种正极材料磷酸铁锂的制备方法，包括如下步骤：(1)将锂源、铁源和磷酸水溶液混合后形成混合液，混合液在搅拌下制得溶胶；(2)在加热搅拌下，溶胶挥发溶剂至完全后得到湿凝胶，将湿凝胶进行真空干燥，得到干凝胶；(3)将干凝胶研磨后得到粉状前驱体，并将其置于还原性气氛中进行热处理，得到磷酸铁锂。本发明专利技术还提供了一种锂离子电池，锂离子电池包括正极片、负极片、电解液和隔膜；其中，正极片包含上述制备方法制得的正极材料磷酸铁锂。本发明专利技术的方法降低了磷酸铁锂工业制备成本，制得的磷酸铁锂具有良好的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】
一种正极材料磷酸铁锂的制备方法及其应用
本专利技术涉及锂离子电池正极材料的
，特别涉及一种采用粉煤灰制备磷酸铁锂正极材料的制备方法及其应用。
技术介绍
目前，新能源电动汽车是国家重点发展方向，动力电池是其主要部件。锂离子电池行业呈现稳步快速增长态势，其正极材料也将迎来前所未有的发展机遇。磷酸铁锂具有充放电电压平台平稳、循环寿命长、价格低廉、环境友好等优点，被认为是最具潜力的锂离子动力电池用正极材料之一。正极材料约占整个单体电池成本的30％，降低磷酸铁锂等正极材料的成本是发展电动汽车产业的关键。当前，工业制备磷酸铁锂多采用磷酸铁、碳酸锂等为生产原材料。以磷酸铁为铁源制备的磷酸铁锂虽然其电性能优异，但是原料的价格高昂。为获得优质的磷酸铁锂，工业上对电池用磷酸铁的质量提出了较高要求。目前，工业上主要以分析纯级的铁盐及磷酸或磷酸盐为原料来制备电池级磷酸铁。随着全球锂、磷矿资源的日益减少，通过纯物质来制备磷酸铁会面临原料枯竭及成本上涨等问题。近年来，电力行业迅猛发展的同时也带来了粉煤灰排放量的急剧增加，使其成为我国当前排量最大的工业本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极材料磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：/n(1)将锂源、铁源和磷酸水溶液混合后形成混合液，所述混合液在搅拌下制得溶胶；/n(2)在加热搅拌下，所述溶胶挥发溶剂至完全后得到湿凝胶，将所得湿凝胶进行真空干燥，得到干凝胶；/n(3)将所述干凝胶研磨后得到粉状前驱体，并将所得粉状前驱体置于还原性气氛中进行热处理，得到磷酸铁锂。/n

【技术特征摘要】
1.一种正极材料磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将锂源、铁源和磷酸水溶液混合后形成混合液，所述混合液在搅拌下制得溶胶；
(2)在加热搅拌下，所述溶胶挥发溶剂至完全后得到湿凝胶，将所得湿凝胶进行真空干燥，得到干凝胶；
(3)将所述干凝胶研磨后得到粉状前驱体，并将所得粉状前驱体置于还原性气氛中进行热处理，得到磷酸铁锂。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锂源中锂元素、所述铁源中铁元素与所述磷酸水溶液中磷元素按照摩尔比为1:(0.9～1.05):(0.9～1.05)进行混合。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述锂源中锂元素、所述铁源中铁元素与所述磷酸水溶液中磷元素按照摩尔比为1:(0.95～1):(0.95～1)进行混合，优选为1:1:1。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述溶胶在15～60℃下搅拌至溶剂挥发完全后得到含水量为10％～40％的湿凝胶；所述湿凝胶在40～100℃下进行所述真空干燥4～20小时。


5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，以10～15℃/min的升温速率加热所述粉状前驱体至500～900℃，保温5～10小时下进行热处理。


6.根据权利要求1～5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述粉状前驱体在氮氢混合气提供的所述还原性气氛中进行热处理，所述氮氢混合气中氢气的体积比优选为3％～20％。


7.根据权利要求1～6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述锂源选自碳酸锂，所述碳酸锂采用粉煤灰“一步酸溶法”生产氧化铝过程中经蒸发结晶工序剩余的蒸垢母液制得；
优选地，所述碳酸锂采用包括以下步骤的方法制得：
Step1.将所述蒸垢母液进行高温煅烧，制得煅烧产物；
Step2.将所述煅烧产物在浸出液中浸出，再经过滤后得到含锂的溶液a；所述煅烧产物与浸出液的质量比优选为1：(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐靓，王永旺，许立军，李超，贾秀丽，杨磊，李世春，张云峰，
申请(专利权)人：神华准能资源综合开发有限公司，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15