本发明专利技术提供一种磷酸铁锂超临界溶剂热连续合成方法，采用的步骤包括：将锂化合物和亚铁盐与作为反应溶剂的乙醇混合，再加入磷酸，得到前躯体浆液后用高压泵打入带加热装置的管式反应器中反应，反应得到的物料经纯水洗涤、真空干燥、还原气氛下热处理，得到磷酸铁锂粉体，具有工艺过程简单，设备要求不高，获得的产品粒径均匀可控，分散性好，结晶度高等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种化学合成方法，特别是一种磷酸铁锂超临界溶剂热连续合 成方法，属锂离子电池正极材料
技术介绍
橄榄石结构的LiFeP04因其具有低成本、低毒性、优良的热稳定性和化学 稳定性、相对高的理论容量和工作电压、优良的循环性能以及与有机电解质溶 液的反应活性低的优点，而成为最有前途的锂电池候选正极材料之一。水热法(溶剂热法)是一种常见的粉体制备方法。与其它方法比，该法具 有化学均一性好、晶粒发育完整、粒径小且可控、粒度分布均匀、颗粒团聚轻、 工艺过程简单等优点。但传统水热法和溶剂热法一般采用间歇釜式生产，如中 国专利CN101047242、 CN101117216、 CN101121509均采用釜式间歇水热法合 成磷酸铁锂及其复合材料。这种方法存在反应周期长，设备清洗繁琐、生产效 率较低、能耗较高等缺点。相比之下，专利CN101016150A采用的超临界连续 水热合成技术可显著提高生产效率。但处于374。C， 22.1MPa以上的高温高压状 态的超临界水具有极强的氧化能力，对反应器材质产生腐蚀，反应器材质的腐 蚀会影响产品的纯度和性能，因而反应器材质的要求非常高。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，而提供的一种磷酸铁锂超临界溶 剂热连续合成方法。为解决现有技术的不足，本专利技术采用超临界乙醇溶剂热合成技术，可以在相 对较低的合成温度下实现磷酸铁锂粉体的连续合成。 一方面，由于乙醇超临界 温度和压力与水相比低很多，从而避免了反应器材质的腐蚀问题。另一方面， 由于乙醇具有更低的表面张力，乙醇体系具有更高的过饱和度等因素，可以减 小磷酸铁锂粉体粒径，同时可以大大改善粉体的分散性。此外，乙醇在反应过 程中仅作为反应介质，可以实现回收利用，从而可以大大降低溶剂消耗，节约 成本。为实现上述目的，本专利技术所采用的具体方法包括以下步骤合成步骤为(1) 将锂化合物和亚铁盐与乙醇混合，再加入磷酸，得到前驱体浆液；(2) 将前驱体浆液置于原料釜内，保持搅拌；(3) 用高压泵将前驱体浆液打入带加热装置的管式反应器中反应；(4) 反应完毕后将反应物料经背压阔流出；(5) 用高纯水洗涤反应物料，然后进行真空干燥；(6) 将干燥后的粉体经惰性或还原气氛下高温处理，即得到磷酸铁锂粉体。 配制前驱体浆液时，锂化合物为醋酸锂、草酸锂或氢氧化锂，亚铁盐为醋酸亚铁、草酸亚铁；锂化合物、亚铁盐和磷酸的摩尔比为1.5 4: 1: 1，配制温 度低于70°C。反应过程中控制管式反应器中压力为7 20Mpa，温度为245 30(TC，反应 时间1 60分钟。洗涤后的真空干燥温度为60 120°C干燥后粉体惰性或还原气氛下热处理温度为300 600°C，处理时间为30分 钟 4小时。与现有技术相比，本专利技术的优点是工艺过程简单，设备要求不高，获得的 产品粒径均匀可控，分散性好，结晶度高。 具体实施例方式，其特征在于合成步骤为(1) 将锂化合物和亚铁盐与乙醇混合，再加入磷酸，得到前驱体浆液；(2) 将前驱体浆液置于原料釜内，保持搅拌；(3) 用高压泵将前驱体浆液打入带加热装置的管式反应器中反应；(4) 反应完毕后将反应物料经背压阀流出；(5) 用高纯水洗涤反应物料，然后进行真空干燥；(6) 将干燥后的粉体经惰性或还原气氛下高温处理，即得到磷酸铁锂粉体。 配制前驱体浆液时，锂化合物为醋酸锂、草酸锂或氢氧化锂，亚铁盐为醋酸亚铁、草酸亚铁；锂化合物、亚铁盐和磷酸的摩尔比为L5 4: 1: 1，配制 温度低于70°C 。反应过程中控制管式反应器中压力为7 20Mpa，温度为245 30(TC，反应时间1 60分钟。洗涤后的真空干燥温度为60 120'C干燥后粉体惰性或还原气氛下热处理温度为300 600°C，处理时间为30分 钟 4小时。 实施例11) 称取16.96g LiOH 2H20 (99wt%)和36.34g FeC204 2H20与700ml 无水乙醇在常温下混合；搅拌均匀后加入23.06g H3P04 (85wt%)，用无水乙醇 将体积补至1L,反应过程中用水浴保证反应温度不高于70°C。2) 搅拌均匀后得前驱体浆料，用高压泵将其打入管式反应器中反应，反应 温度为28(TC，反应压力为18Mpa，反应时间为30分钟。3) 将反应完毕后将所得产物用高纯水洗涤数遍，于ll(TC真空干燥6h。4) 干燥后的产物转入气氛炉中在450'C还原气氛下(氮气+5%112)热处理 4h，即得纯磷酸铁锂粉体。5) 所得的磷酸铁锂粉体比表面积-22m2/g， dl0=0.5um ， d50=2.06um， d90=4.8 u m。实施例21) 称取51.52gC2H3Li02.2H20 (99wt%)和90.86gFeC2O4 2H20与500ml 无水乙醇混合，搅拌均匀后加入57.64g H3P04 (85wt%)，用无水乙醇将体积补 至1L,反应过程中用水浴保证反应温度不高于7(TC。2) 搅拌均匀后得前驱体浆料，用高压泵将其打入管式反应器中反应，反应 温度为290"C，反应压力为15Mpa，反应时间为50分钟。3) 将反应完毕后将所得产物用高纯水洗涤数遍，于11(TC真空干燥6h后转 入气氛炉中在45(TC还原气氛下(氮气+5%1^)热处理4h，即得纯磷酸铁锂粉 体。4) 所得的磷酸铁锂粉体比表面积-30m2/g, dl0=0.27ym ， d50=1.45um， d90=3.92ym。实施例31)称取10.30g C2H3Li02'2H20 (99wt%)和17.57g Fe(C2H302)2 (99wt%) 与700ml无水乙醇混合，搅拌均匀后加入11.53g H3P04 (85wt%)，用无水乙醇将体积补至1L，反应过程中用水浴保证反应温度不高于70°C。2) 搅拌均匀后得前驱体浆料，用高压泵将其打入管式反应器中反应，反应 温度为260。C，反应压力为18Mpa，反应时间为5分钟。3) 将反应完毕后将所得产物用高纯水洗涤数遍，于11(TC真空干燥6h后转 入气氛炉中在60(TC还原气氛下(氮气+5%112)热处理2h，即得纯磷酸铁锂粉 体。4) 所得的磷酸铁锂粉体比表面积-50m2/g， dl0=0.19lim ， d50=0.76pm， d90=1.47um。权利要求1、，其特征在于合成步骤为(1)将锂化合物和亚铁盐与乙醇混合，再加入磷酸，得到前驱体浆液；(2)将前驱体浆液置于原料釜内，保持搅拌；(3)用高压泵将前驱体浆液打入带加热装置的管式反应器中反应；(4)反应完毕后将反应物料经背压阀流出；(5)用高纯水洗涤反应物料，然后进行真空干燥；(6)将干燥后的粉体经惰性或还原气氛下高温处理，即得到磷酸铁锂粉体。2、 根据权利要求1所述的，其特 征在于配制前驱体浆液时，锂化合物为醋酸锂、草酸锂或氢氧化锂，亚铁盐为 醋酸亚铁、草酸亚铁；锂化合物、亚铁盐和磷酸的摩尔比为1.5 4: 1: 1，配 制温度低于70'C。3、 根据权利要求1所述的，其特 征在于反应过程中控制管式反应器中压力为7 20Mpa，温度为245 30(TC，反 应时间1 60分钟。4、 根据权利要求1所述的，其特 征在于洗涤后的真空干燥温度为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磷酸铁锂超临界溶剂热连续合成方法，其特征在于合成步骤为： （１）将锂化合物和亚铁盐与乙醇混合，再加入磷酸，得到前驱体浆液； （２）将前驱体浆液置于原料釜内，保持搅拌； （３）用高压泵将前驱体浆液打入带加热装置的管式反应器中反应；（４）反应完毕后将反应物料经背压阀流出； （５）用高纯水洗涤反应物料，然后进行真空干燥； （６）将干燥后的粉体经惰性或还原气氛下高温处理，即得到磷酸铁锂粉体。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张曦，张兵，宋锡滨，
申请(专利权)人：山东国瓷功能材料有限公司，
类型：发明
国别省市：37[中国|山东]
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