偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及新能源电池材料技术领域，且公开了偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，包括以下步骤，步骤一：开始获取偏铝酸锂原料，之后进行研磨，得到偏铝酸锂粉体状原材料；步骤二：将偏铝酸锂粉体状原材料加工成浆状物料，再放入预热设备中进行预热工作。通过将原料混合搅拌，得到锂铝化合物材料，用研磨设备将其研磨成粉，与喷雾混合液混合，形成浆状物料，再开始预热工作，通过传统的溶液浇铸法成膜，从而得到偏铝酸锂正极材料，后续用聚氧化乙烯将偏铝酸锂与磷酸铁锰锂混合，再将其置于煅烧炉高温煅烧，得到偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料，后续在使用过程中，提高磷酸锰铁锂正极材料整体的导电性。酸锰铁锂正极材料整体的导电性。

【技术实现步骤摘要】
偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及新能源电池材料
，具体为偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一，锂离子电池具有高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多等特点，让锂离子电池广泛应用于小型车、移动电话、笔记本电脑、摄像机和数码相机等众多民用及军事领域。
[0003]其中，与其他锂电池正极材料相比，橄榄石结构的磷酸铁锂具有成本低、循环性能好、原材料来源广、环境友好等，多采用磷酸铁锂做锂离子电池的正极，但随着时代的发展，人们对于电动车等设备的续航能力的要求越来越高，磷酸铁锂无法满足高能量密度的要求，而磷酸铁锰锂作为磷酸铁锂的改进材料，相比磷酸铁锂，锰高电压的特性使得磷酸锰铁锂具有更高的电压平台，这也导致了在比容量相同时，其具有更高的能量密度，在相同条件下能量密度比磷酸铁锂高出十到二十个百分点，但缺点在于锰的引入使得材料的导电性能明显降低，因此，开发出一种偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，来提高磷酸锰铁锂整体的导电性。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，具备高性能导电性等优点，解决了磷酸铁锰锂正极材料电子电导和离子电导较低的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]步骤一：开始获取偏铝酸锂原料，之后进行研磨，得到偏铝酸锂粉体状原材料；
[0009]步骤二：将偏铝酸锂粉体状原材料加工成浆状物料，在放入预热设备中进行预热工作；
[0010]步骤三：把预热完成后的偏铝酸锂粉体状原材料采用简单的水热法，合成出3
‑
5μm的棒状偏铝酸锂；
[0011]步骤四：然后将棒状偏铝酸锂和丁二腈以一定的比例引入PEO锂盐体系，以传统的溶液浇铸法成膜，得到偏铝酸锂正极材料；
[0012]步骤五：获取磷酸铁锰锂正极材料；
[0013]步骤六：将偏铝酸锂正极材料与磷酸铁锰锂正极材料进行包覆处理。
[0014]优选的，所述将一定粒度大小的含锂化合物与含铝化合物用混合搅拌设备进行混
合搅拌，得到均匀颗粒的锂铝化合物材料，之后用研磨设备将混合化合物进行研磨成粉，得到偏铝酸锂粉体状原材料。
[0015]优选的，所述偏铝酸锂粉体状原材料与喷雾混合液在预先设定的温度中进行混合搅拌，让其形成浆状物料，再将其放入预设设备中进行预热工作，所述喷雾混合液内部含有偶联剂和酸性助剂。
[0016]优选的，所述预热完成的偏铝酸锂浆状物料采用简单的水热法，合成出3
‑
5μm的棒状偏铝酸锂(LAO)，然后将其和丁二腈(SN)以一定的比例引入PEO锂盐体系，以传统的溶液浇铸法成膜，从而得到偏铝酸锂正极材料。
[0017]优选的，所述磷酸铁锰锂材料的获取是通过以下步骤：
[0018]1)原料准备，磷酸铁锰锂的主要原料是锰酸锂、磷酸、氧化铁和碳酸锂等，其中锰酸锂是最关键的原料，锰酸锂是有锰矿石经过浸出、纯化、还原、溶液等工艺制得的；
[0019]2)混合，将锰酸锂、磷酸、氧化铁和碳酸锂等原料按照一定比例混合均匀，使得各种原料的含量达到理想得比例，以保证后续产品的性能；
[0020]3)球磨，将混合好的原料放入球磨机中进行球磨，目的是将原料细化、均匀化，提高反应的速率和完整性，球磨时间一般在24至45小时之间，视原材料的性质而定；
[0021]4)干燥，将球磨好的原料放入干燥室内进行干燥工作，以去除原料中的水分，保证在烧结过程中不会产生气泡和孔隙；
[0022]5)烧结，将干燥好的原料放入烧结炉中进行烧结，使原料中的化学反应可以更加充分，并且烧结的温度一般在1000至1200摄氏度之间，烧结的时间视原料的性质而定，烧结后的产物为磷酸铁锰锂粉末；
[0023]6)磨粉，将烧结产生的磷酸铁锰锂粉末放入磨粉机中进行磨粉，让其达到所需的粒度和形态；
[0024]7)筛分，将磨粉后的产物进行筛分，以去除过大或过小的颗粒，让其最终的产品的粒度分布均匀。
[0025]优选的，所述偏铝酸锂正极材料与磷酸铁锰锂正极材料通过聚氧化乙烯(PEO)为水溶性聚合物混合在一起，再将其放置于煅烧炉进行高温煅烧，得到偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料。
[0026](三)有益效果
[0027]与现有技术相比，本专利技术提供了偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，具备以下有益效果：
[0028]1、该偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，通过将含锂化合物与含铝化合物混合搅拌，得到锂铝化合物材料，用研磨设备将混合物研磨成粉，得到粉体状原材料，与喷雾混合液混合，形成浆状物料，再开始预热工作，通过水热法将预热完成的偏铝酸锂浆状物料以传统的溶液浇铸法成膜，从而得到偏铝酸锂正极材料，用工艺进行原料提取，后续通过混合、球磨、干燥、烧结、磨粉和筛分工序得到磷酸铁锰锂正极材料，用聚氧化乙烯为水溶性聚合物将偏铝酸锂正极材料与磷酸铁锰锂正极材料混合，再将其置于煅烧炉高温煅烧，得到偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料，让其在后续使用过程中，提高磷酸锰铁锂整体的导电性。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0031]步骤一：开始获取偏铝酸锂原料，之后进行研磨，得到偏铝酸锂粉体状原材料；
[0032]步骤一将一定粒度大小的含锂化合物与含铝化合物用混合搅拌设备进行混合搅拌，得到均匀颗粒的锂铝化合物材料，之后用研磨设备将混合化合物进行研磨成粉，得到偏铝酸锂粉体状原材料；
[0033]步骤二：将偏铝酸锂粉体状原材料加工成浆状物料，在放入预热设备中进行预热工作；
[0034]步骤二偏铝酸锂粉体状原材料与喷雾混合液在混合机中进行混合搅拌，其中混合机采用先进的混合技术，料桶运动与叶片运动对物料进行叠加混合，使双动力混合机在提高混合质量的前提下同时产生了巨大的经济效益，具有以下优点，双运动混合机料桶做匀速旋转运动，粉体重心保持不变，因此转动阻力小，叶片是在流动的粉体中剪切搅拌，剪切阻力小，因此设备能耗低于传统混合机40％以上，双运动混合机的搅拌速率为1000rpm至3000rpm，搅拌的时间为4个小时，让其形成一种混合浆状原材料，再将其放入预设设备中进行预热工作，加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：开始获取偏铝酸锂原料，之后进行研磨，得到偏铝酸锂粉体状原材料；步骤二：将偏铝酸锂粉体状原材料加工成浆状物料，在放入预热设备中进行预热工作；步骤三：把预热完成后的偏铝酸锂粉体状原材料采用简单的水热法，合成出3
‑
5μm的棒状偏铝酸锂；步骤四：然后将棒状偏铝酸锂和丁二腈以一定的比例引入PEO锂盐体系，以传统的溶液浇铸法成膜，得到偏铝酸锂正极材料；步骤五：获取磷酸铁锰锂正极材料；步骤六：将偏铝酸锂正极材料与磷酸铁锰锂正极材料进行包覆处理。2.根据权利要求1所述的偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述将一定粒度大小的含锂化合物与含铝化合物用混合搅拌设备进行混合搅拌，得到均匀颗粒的锂铝化合物材料，之后用研磨设备将混合化合物进行研磨成粉，得到偏铝酸锂粉体状原材料。3.根据权利要求1所述的偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述偏铝酸锂粉体状原材料与喷雾混合液在预先设定的温度中进行混合搅拌，让其形成浆状物料，再将其放入预设设备中进行预热工作，所述喷雾混合液内部含有偶联剂和酸性助剂。4.根据权利要求1所述的偏铝酸锂包覆的磷酸铁锰锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述预热完成的偏铝酸锂浆状物料采用简单的水热法，合成出3
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5μm的棒状偏铝酸锂(LAO)，然后将其和丁二腈(SN)以一定的比例引入PEO锂盐体系，以传统的溶液浇铸法成...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈奇志，刘作华，胡途，史磊，卢彦越，陆宾，胡雪文，全军，
申请(专利权)人：广西汇元锰业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：