磷酸铁锂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种磷酸铁锂及其制备方法和应用

【技术实现步骤摘要】
磷酸铁锂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及锂电池
，具体涉及一种磷酸铁锂及其制备方法和应用
。

技术介绍

[0002]锂离子动力电池作为应用最广泛的动力电池，从其发展历史来看，能量密度更高
、
更安全
、
成本更低始终是其核心目标
。
[0003]锂离子动力电池正极材料一般可分为三元
(
镍钴锰酸锂，简称
NCM)、
磷酸铁锂
(
化学式为
LiFePO4，简称
LFP)
和锰酸锂
(
化学式为
LiMn2O4)
等，其中磷酸铁锂锂离子电池具有循环寿命长和成本低的优势，但由于磷酸铁锂材料的本征电子电导性
(
约
10
‑9S/cm)
和离子电导性
(
约
10
‑5S/cm)
比较差，即磷酸铁锂的本征电导率和锂离子的扩散系数都很低，导致磷酸铁锂锂离子电池的低温性能和倍率性能较差
。

技术实现思路

[0004]基于此，本专利技术提供了一种磷酸铁锂的制备方法，能够制备出分散性好
、
不易团聚
、
本征电子电导性好
、
离子电导性好的纳米级磷酸铁锂，将其用于锂电池中，能够显著提高锂电池的低温性能和倍率性能
。
[0005]技术方案如下：
[0006]一种磷酸铁锂的制备方法，包括如下步骤：
[0007]将第一溶剂
、
磷铁源
、
锂源
、
碳源和添加剂混合，进行一段分散研磨处理，制备具有第一浆料粘度的混合浆料
A
；
[0008]将所述混合浆料
A
和第二溶剂混合，进行二段分散研磨处理，制备具有第二浆料粘度的混合浆料
B
；
[0009]对所述混合浆料
B
进行三段分散处理，制备具有第三浆料粘度的混合浆料
C
；
[0010]对所述混合浆料
C
进行干燥处理，制备磷酸铁锂前驱体；
[0011]对所述磷酸铁锂前驱体进行烧结处理；
[0012]所述第一浆料粘度＞所述第二浆料粘度＞所述第三浆料粘度
。
[0013]在其中一个实施例中，所述第一浆料粘度为
600mPa.s/25℃
～
1000mPa.s/25℃。
[0014]在其中一个实施例中，所述第二浆料粘度为
250mPa.s/25℃
～
450mPa.s/25℃。
[0015]在其中一个实施例中，所述第三浆料粘度为
100mPa.s/25℃
～
300mPa.s/25℃。
[0016]在其中一个实施例中，所述第一溶剂
、
磷铁源
、
锂源
、
碳源和添加剂的质量比为
(100
～
140):100:25:(10
～
12):0.2。
[0017]在其中一个实施例中，所述第一溶剂选自水
、
丙酮和乙醇中的一种或几种的混合
。
[0018]在其中一个实施例中，所述磷铁源为磷酸铁
。
[0019]在其中一个实施例中，所述锂源选自碳酸锂
、
氢氧化锂
、
草酸锂和乙酸锂中的一种或几种的混合
。
[0020]在其中一个实施例中，所述碳源选自蔗糖
、
葡萄糖
、
木糖醇和淀粉中的一种或几种
的混合
。
[0021]在其中一个实施例中，所述添加剂选自二氧化钛
、
氧化镁
、
氧化铌和氧化铝中的一种或几种的混合
。
[0022]在其中一个实施例中，用于制备所述混合浆料
A
的原料还包括第一分散剂，所述磷铁源与所述第一分散剂的质量比为
100
：
(0.5
～
10)
，所述第一分散剂选自聚乙二醇
、DCG
类分散剂和
TR
类分散剂中的一种或几种的混合
。
[0023]在其中一个实施例中，所述一段分散研磨处理的工艺参数包括：
[0024]转速为
300rpm
～
3000rpm
，时间为
1h
～
6h。
[0025]在其中一个实施例中，所述第二溶剂选自水
、
丙酮和乙醇中的一种或几种的混合
。
[0026]在其中一个实施例中，所述混合浆料
A
和第二溶剂的质量比为
100:(65
～
120)。
[0027]在其中一个实施例中，用于制备所述混合浆料
B
的原料还包括第二分散剂，所述混合浆料
A
与所述第二分散剂的质量比为
100
：
(0.5
～
10)
，所述第二分散剂选自聚乙二醇
、DCG
类分散剂和
TR
类分散剂中的一种或几种的混合
。
[0028]在其中一个实施例中，所述二段分散研磨处理的工艺参数包括：
[0029]转速为
300rpm
～
2500rpm
，时间为
1h
～
8h。
[0030]在其中一个实施例中，所述三段分散处理的工艺参数包括：
[0031]转速为
100rpm
～
1000rpm
，时间为
30min
～
60min。
[0032]在其中一个实施例中，所述干燥处理的方式为喷雾干燥
、
微波干燥
、
流化床干燥和气流干燥中的至少一种
。
[0033]在其中一个实施例中，所述干燥处理的方式为喷雾干燥，进风温度为
250℃
～
280℃
，出风温度为
95℃
～
110℃。
[0034]在其中一个实施例中，所述烧结处理的温度为
550℃
～
800℃
，恒温时间为
5h
～
15h。
[0035]在其中一个实施例中，在对所述磷酸铁锂前驱体进行烧结处理的步骤之后，还包括对烧结处理后的产物进行粉碎和分级筛分的步骤
。
[0036]本专利技术还提供一种磷酸铁锂，其是通过如上所述的磷酸铁锂的制备方法制得
。
[0037]本专利技术还提供一种锂电池，其包含本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将第一溶剂
、
磷铁源
、
锂源
、
碳源和添加剂混合，进行一段分散研磨处理，制备具有第一浆料粘度的混合浆料
A
；将所述混合浆料
A
和第二溶剂混合，进行二段分散研磨处理，制备具有第二浆料粘度的混合浆料
B
；对所述混合浆料
B
进行三段分散处理，制备具有第三浆料粘度的混合浆料
C
；对所述混合浆料
C
进行干燥处理，制备磷酸铁锂前驱体；对所述磷酸铁锂前驱体进行烧结处理；所述第一浆料粘度＞所述第二浆料粘度＞所述第三浆料粘度
。2.
根据权利要求1所述的磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，满足如下
(1)
～
(3)
中的至少一项：
(1)
所述第一浆料粘度为
600mPa.s/25℃
～
1000mPa.s/25℃
；
(2)
所述第二浆料粘度为
250mPa.s/25℃
～
450mPa.s/25℃
；
(3)
所述第三浆料粘度为
100mPa.s/25℃
～
300mPa.s/25℃。3.
根据权利要求1所述的磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，在制备具有第一浆料粘度的混合浆料
A
的步骤中，满足如下
(4)
～
(5)
中的至少一项：
(4)
所述第一溶剂
、
磷铁源
、
锂源
、
碳源和添加剂的质量比为
(100
～
140):100:25:(10
～
12):0.2
；
(5)
所述一段分散研磨处理的工艺参数包括：转速为
300rpm
～
3000rpm
，时间为
1h
～
6h。4.
根据权利要求1所述的磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，在制备具有第二浆料粘度的混合浆料
B
的步骤中，满足如下
(6)
～
(7)
中的至少一项：
(6)
所述混合浆料
A
和第二溶剂的质量比为
100:(65
～
120)
；
(7)
所述二段分散研磨处理的工艺参数包括：转速为
300rpm
～
2500rpm
，时间为
1h
～
8h。5.
根据权利要求1所述的磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述三段分散处理的工艺参数包括：转速为
100rpm
～
1000rpm
，时间为
30m...

【专利技术属性】
技术研发人员：王长伟，江佳明，高万里，
申请(专利权)人：珠海中力新能源材料有限公司，
类型：发明
国别省市：