一种低磷化铁含量磷酸铁锂材料的制备方法及其应用技术

技术编号:41247078 阅读:150 留言:0更新日期:2024-05-09 23:57
本发明专利技术提供一种低磷化铁含量磷酸铁锂材料的制备方法,包括:将无水磷酸铁与锂源、碳源、掺杂剂和去离子水混合溶解,得到混合液;混合液,经湿法研磨、喷雾干燥,得到烧结前驱体;烧结前驱体经热处理、粉碎,得到磷酸铁锂材料;其中,热处理过程包括预热、低温烧结、高温烧结及冷却,预热的温度小于低温烧结的温度,低温烧结的温度小于高温烧结的温度,冷却的温度小于高温烧结的温度;热处理过程在稀有气氛下进行,高温烧结的稀有气体含量大于低温烧结的稀有气体含量。相较于常规工艺,本发明专利技术制备的磷酸铁锂材料,纯度高,显著降低磷化铁含量,并保持高压实密度,电化学性能优良。本发明专利技术还提供了磷酸铁锂材料及应用该磷酸铁锂材料的锂离子电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池,更具体地,尤其涉及一种低磷化铁含量磷酸铁锂材料的制备方法,以及该磷酸铁锂材料及锂离子电池。


技术介绍

1、作为当前综合性能最优异的二次电池代表,锂离子电池的商业化最早可以追溯至20世纪90年代,经过多年的研究,磷酸铁锂材料成为目前锂离子电池领域中性能较好的一种技术路线。

2、磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料,具有高电压、高比容量、长循环寿命、体积小、成本低等优点成为了电动汽车用电池的有力竞争者。但是,电子导电性差和离子传导系数小等因素限制了磷酸铁锂材料的性能发挥,而碳包覆作为磷酸铁锂材料主要改性方法之一,能有效改善其导电性能。磷酸铁锂材料的碳包覆需要在高温和强还原环境(如c、co或h2)下进行,这使得磷酸铁锂材料和所选碳界面之间的反应动力学变得异常剧烈,容易导致其界面上形成二次相,最终改变磷酸铁锂材料中离子和电子的导电性。磷酸铁锂材料会随着烧结温度和气氛的变化生成不同的二次相,例如生成具有磁性的磷铁化合物fep、fe2p和fe3p,其中杂相fe2p还会弱化磷酸铁锂材料电池的循环性能,因此在实际生产中必须避免磷化铁的产生。...

【技术保护点】

1.一种低磷化铁含量磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述预热的温度在300℃-550℃,所述低温烧结的温度在680℃-775℃,所述高温烧结的温度在776℃-820℃,所述冷却的温度在300℃-720℃;及/或,

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述稀有气氛包括氮气,所述高温烧结的气氛中氮气含量大于96%,所述低温烧结的气氛中氮气含量大于94.5%。

4.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述热处理过程还包括检测稀有气氛中其他气体的含量,其他气体包括氧气、一氧化...

【技术特征摘要】

1.一种低磷化铁含量磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括:

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述预热的温度在300℃-550℃,所述低温烧结的温度在680℃-775℃,所述高温烧结的温度在776℃-820℃,所述冷却的温度在300℃-720℃;及/或,

3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述稀有气氛包括氮气,所述高温烧结的气氛中氮气含量大于96%,所述低温烧结的气氛中氮气含量大于94.5%。

4.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述热处理过程还包括检测稀有气氛中其他气体的含量,其他气体包括氧气、一氧化碳、二氧化碳、氢气中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述热处理在氮气密封性辊道炉进行,所述辊道炉包括前气体置换室、预热段、低温烧结段、高温烧结段、冷却段、后气体置换室、加热及辊棒窗口,所述辊道炉的氮气总管进气量在290nm3/h-330nm3/h,所述前气体置换室的氮气进气量占总进气量的8%-10%,所述预热段的氮气进气量占总进气量的10%-20%...

【专利技术属性】
技术研发人员:孙杰赵阅林硕何中林何健豪刘超黄然刘文超任俊
申请(专利权)人:湖北融通高科先进材料集团股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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