一种锂电池正极活性材料磷酸铁锂的制备方法，涉及一种采用溶液-喷雾干燥-焙烧法制备二次锂电池正极活性材料磷酸铁锂的方法，其特征在于其制备过程是以可溶性铁盐、锂盐、磷酸和选择性加入的掺杂金属源、碳源前驱物为原料，将原料制成混合溶液，将混合溶液进行喷雾干燥成粉末，再在保护气氛条件下焙烧，制得锂电池正极活性材料磷酸铁锂。本发明专利技术的方法，可获得成分可控、均匀、晶粒细小的高性能磷酸铁锂粉末，可作为优质的二次锂电池正极材料。本方法可以批量生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的溶液-喷雾干燥-焙烧法制备二次锂电池正极活性材料磷酸铁锂的方法，通过液相混合原料，使其达到离子、分子级的混合，比固相法均匀程度高得多，因而整个反应可以在很短的时间内完成，有利于控制反应产物的粒度。另ー方面，掺杂元素和有机碳源可以在湿法混合阶段加入，使掺杂物和碳源前躯体能够有效地均匀分散在基体中，充分发挥其作用。均匀分布在原料中的有机碳源前躯体在随后的自蔓延燃烧过程中发生碳化，形成均匀分布且与磷酸铁锂材料紧密结合，具有空间网络的导电碳薄膜层，得到磷酸铁锂/碳复合材料。这比在合成磷酸铁锂材料后再用炭黑、石墨等直接碳源粘合而成的磷酸铁锂/碳复合材料优越得多。 本专利技术的特征在于合成磷酸铁锂的各种原料以及添加助剂均在液态下进行混合，然后通过雾化形成极小的液滴，随即在瞬间干燥成粉末。由于干燥时间非常短，各组分的偏析过程几乎没有进行，因此，在此粉末中，各种反应物质的分布非常接近其在液态时的状态，非常接近于均匀分布。这ー特点与通常的溶胶凝胶方法在液相混合原料方面具有相似的优点。但本专利技术的方法不需要将原料制成溶胶，可以省去制溶胶所需的大量络合剂，大大节约原料成本。同时所需时间仅为普通溶胶凝胶法的二十分之一到十分之一，大大缩短生广时间，提闻生广效率。以下是本专利技术的一些实施例，用来说明本专利技术的具体实施过程。但本专利技术不限于这些实施例。实施例I 锂离子电池正极材料LIFeP04的制备方法 l、Fe(N03)3.9H20 82. 45 g (分析纯，含量彡 98. 5)，Li2CO3 7. 46g (分析纯，含量彡 99)，H3PO4 23. 06g (分析纯，含量彡85) (Li :Fe:P=1 :1 :1)，用500g电子天平(精度0. Olg)称好后放入500ml玻璃烧杯中，加入去离子水200ml，搅拌至完全溶解。2、喷雾干燥机预热到出ロ温度100°C。3、将上述配置好的溶液加入喷头，进行雾化干燥。得到38g淡黄色粉末。4、将上述粉末装入陶瓷坩埚，放入管式电阻炉中，然后通入含氢5%的氮气，20分钟后通电升温，温度升至400°C后保温12小吋。5、保温结束后，在其中冷却至室温(整个过程都保持通入含氢5%的氮气)。6、取出物料研碎即得磷酸铁锂粉末。其X-射线衍射图谱见图I。实施例2 锂离子电池正极材料LIFeP04/C复合粉末的制备方法UFe (N03)s. 9H20 164.9 g, Li2CO3 15. 66g，H3PO4 23. 06g (Li :Fe :P=1. 05 :1:1 )，用 500g电子天平(精度0. Olg)称好后放入500ml玻璃烧杯中，加入去离子水400ml，搅拌至完全溶解。2、加入预先溶解好的聚こニ醇6000 5g，搅拌均匀。3、喷雾干燥机预热到出ロ温度120°C，将上述配置好的溶液加入喷头，进行雾化干燥。得到82g淡泥黄色粉末。4、将上述粉末装入陶瓷坩埚，放入管式电阻炉中，然后通入含氢5%的氮气，20分钟后通电升温，温度升至600°C后保温9小吋。5、保温结束后，在其中冷却至室温(整个过程都保持通入含氢5%的氮气)。6、取出物料研碎即得磷酸铁锂粉末。其X-射线衍射图谱见图I。实施例3 锂离子电池正极材料LIFeP04/C复合粉末的制备方法UFe (N03)s. 9H20 164.9 g，LiOH 11. 07g, H3PO4 46. 35g (Li :Fe:P=L 15:1:1) 用500g电子天平(精度0. Olg)称好后放入500ml玻璃烧杯中，加入去离子水400ml，搅拌至完全溶解。2、另外加入预先溶解好的水溶性淀粉6g。搅拌均匀。3、喷雾干燥机预热到出ロ温度130°C，将上述配制好的溶液加入喷头，进行雾化干燥。得到83g淡泥黄色粉末。 4、将上述粉末装入陶瓷坩埚，放入管式电阻炉中，然后通入含氢10%的氮气，20分钟后通电升温，温度升至650°C后保温6小吋。5、保温结束后，在其中冷却至室温(整个过程都保持通入含氢10%的氮气)。6、取出物料研碎即得磷酸铁锂粉末。其X-射线衍射图谱见图I。实施例4 锂离子电池正极材料LIFeP04/C复合粉末的制备方法UFe (N03)s. 9H20 164.9 g，LiOH 11. 67g,H3PO4 46. 35g (Li:Fe:P=l. 2:1:1)用 500g 电子天平(精度0. Olg)称好后放入500ml玻璃烧杯中，加入去离子水400ml，搅拌至完全溶解。2、加入聚丙烯酰胺固体3. 5g。搅拌至完全溶解。3、喷雾干燥机预热到出ロ温度150°C，将上述配制好的溶液加入喷头，进行雾化干燥。得到8Ig泥黄色粉末。4、将上述粉末装入陶瓷坩埚，放入管式电阻炉中，然后通入含氢20%的氩气，20分钟后通电升温，温度升至750°C后保温3小吋。5、保温结束后，在其中冷却至室温(整个过程都保持通入含氢20%的氩气)。6、取出物料研碎即得磷酸铁锂粉末。其X-射线衍射图谱见图I。实施例5 锂离子电池正极材料Al3+掺杂LIFeP04/C复合粉末的制备方法 UFeCl3 6H20 , 110. 27 g, Li2CO314.04g Al (C2 H3 O2) 31.5g H3PO446. 12g 用500g电子天平(精度0. Olg)称好后放入500ml玻璃烧杯中，加入去离子水400ml，搅拌至完全溶解。2、再加入预先溶解好的甲基纤维素5g。3、喷雾干燥机预热到出ロ温度150°C，将上述配制好的溶液加入喷头，进行雾化干燥。得到8Ig泥黄色粉末。4、将上述粉末装入陶瓷坩埚，放入管式电阻炉中，然后通入含氢20%的氮气，20分钟后通电升温，温度升至750°C后保温3小吋。5、保温结束后，在其中冷却至室温(整个过程都保持通入含氢20%的氮气)。6、取出研碎即得三价金属离子Cr3+掺杂的磷酸铁锂/C复合粉末。实施例6 锂离子电池正极材料钥掺杂LIFeP04/C复合粉末的制备方法 l、Fe(N03)3. 9H20，164.92 g, Li2CO314.04g (NH4) 6Mo7024 4H20 3. 7 g H3PO446. 12g 用500g电子天平(精度0. Olg)称好后放入500ml玻璃烧杯中，加入去离子水400ml，搅拌至完全溶解。2、加入聚丙烯酰胺固体5g搅拌至完全溶解。3、喷雾干燥机预热到出ロ温度230°C，将上述配制好的溶液加入喷头，进行雾化干燥。得到82g淡泥黄色粉末。4、将上述粉末装入陶瓷坩埚，放入管式电阻炉中，然后通入含氢10%的氮气，20分钟后通电升温，温度升至750°C后保温3小吋。5、保温结束后，在其中冷却至室温(整个过程都保持通入含氢10%的氮气)。6、取出研碎即得钥掺杂的磷酸铁锂/C复合粉末，其X-射线衍射图谱见图I。对照例II、Fe (N03) 3. 9H20 164. 92 g, Li2CO3 14. 92g, H3PO4 46. 12g用500g电子天平(精度0. Olg)称好后放入500ml玻璃烧杯中，加入去离子水400ml，搅拌至完全溶解。2、喷雾干燥机预热到出ロ温度130°C，将上述配制好的溶液加入喷头，进行雾化干燥。得到80g淡黄色粉末。3、将上述粉本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锂电池正极活性材料磷酸铁锂的制备方法，其特征在于其制备过程是以可溶性铁盐、锂盐、磷酸和选择性加入的掺杂金属源、碳源前驱物为原料，将原料制成混合溶液，将混合溶液进行喷雾干燥成粉末，再在保护气氛条件下焙烧，制得锂电池正极活性材料磷酸铁锂。2.根据权利要求I所述的ー种锂电池正极活性材料磷酸铁锂的制备方法，其特征在于其制备过程锂源、铁源及磷源按照摩尔比广1.2 :1 : I配制成溶液，控制溶液中金属离子总浓度在O. 5 2mol/L。3.根据权利要求I所述的ー种锂电池正极活性材料磷酸铁锂的制备方法，其特征在于所述的原料锂盐是碳酸锂、氢氧化锂、こ酸锂、氧化锂、硝酸锂等中的ー种或几种的混合。4.根据权利要求I所述的ー种锂电池正极活性材料磷酸铁锂的制备方法，其特征在于所述的原料铁盐是氯化铁、硝酸铁，或用盐酸、硝酸溶解的草酸亚铁、氧化亚铁的一种或几种。5.根据权利要求I所述的ー种锂电池正极活性材料磷酸铁锂的制备方法，其特征在于所述原料磷酸是化学纯的正磷酸。6.根据权利要求I所述的ー种锂电池正极活性材料磷...
【专利技术属性】
技术研发人员：岳波，张继忠，
申请(专利权)人：四川科能锂电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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