[发明专利]一种利用磷的低价含氧酸制备磷酸亚铁锂电池用正极材料的方法

权利要求书

1.一种利用次磷酸或次磷酸盐制备磷酸亚铁锂电池用正极材料的方法，其特征在于：

(1)将反应物锂的化合物、亚铁盐、磷酸盐、次磷酸或次磷酸盐按照Li∶Fe∶PO₄^3-∶H₃PO₂或次磷酸盐的摩尔比为x∶y∶(1-z)∶k的比例混合，加入依据反应物质量计算的磷酸亚铁锂质量的1％～20％的含碳化合物或碳粉，再加入反应混合物固体总体积的1/10至10倍体积的湿磨介质，球磨3小时～12小时，在48℃～100℃下真空干燥；所述的锂的化合物为碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂、醋酸锂、硝酸锂或磷酸锂的一种，或其任意比例的混合物；

其中，所述的次磷酸盐的化学式是AH₂PO₂或E(H₂PO₂)₂，A为Li⁺、Na⁺、K⁺、Ag⁺或NH₄⁺，E为Ca²⁺、Sr²⁺、Ba²⁺、Ga²⁺、Ge²⁺、Sn²⁺、Mn²⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺或Mo²⁺；当所述的反应物中含有次磷酸，x、y、z、k的大小为：0.80≤x≤1.20，0.80≤y≤1.10，0.001≤z≤0.40，z≤k≤3z；

当所述的反应物中含有化学式为AH₂PO₂的次磷酸盐，且其中的A离子取代磷酸亚铁锂的锂位时，x、y、z、k的大小为：x＝0.45，y＝0.95，z＝0.40，k＝0.50；

当所述的反应物中含有化学式为AH₂PO₂的次磷酸盐，且其中的A离子取代磷酸亚铁锂的铁位时，x、y、z、k的大小为：x＝1.30，y＝0.65，z＝0.075，k＝0.15；

当所述的反应物中含有化学式为E(H₂PO₂)₂的次磷酸盐，且其中的E离子取代磷酸亚铁锂的锂位时，x、y、z、k的大小为：x＝1.20，y＝1.10，z＝0.20，k＝0.20；

当所述的反应物中含有化学式为E(H₂PO₂)₂的次磷酸盐，且其中的E离子取代磷酸亚铁锂的铁位时，x、y、z、k的大小为：x＝0.80，y＝1.10，z＝0.15，k＝0.22；

(2)将干燥的粉体置于惰性气氛或弱还原气氛中，用两段烧结法制备磷酸亚铁锂，所述的两段烧结法是指在200℃～500℃温度区间的任一温度下，将干燥的粉体保持温度预烧结3小时～12小时，再加入湿磨介质，球磨3小时～12小时，在48℃～100℃下真空干燥，干燥的粉体置于惰性气氛或弱还原气氛中，在550℃～850℃温度区间的任一温度下，保持温度烧结3小时～24小时，得到磷酸亚铁锂。

2.根据权利要求1所述的利用次磷酸或次磷酸盐制备磷酸亚铁锂电池用正极材料的方法，其特征在于所述的两段烧结法为程序升温两段烧结法，是指按照0.5℃/min～30℃/min的加热速率将干燥的粉体加热到200℃～550℃温度区间的任一温度，保持温度预烧结3小时～12小时，冷却至室温制得母体预烧料；在母体预烧料加入湿磨介质，球磨3小时～12小时，在48℃～100℃下真空干燥制备干燥样；将干燥样置于惰性气氛或弱还原气氛中，按照0.5℃/min～30℃/min的加热速率由室温加热至550℃～850℃温度区间的任一温度，保持温度烧结3小时～24小时，制得磷酸亚铁锂。

3.根据权利要求1或2所述的利用次磷酸或次磷酸盐制备磷酸亚铁锂电池用正极材料的方法，其特征在于所述的湿磨介质为去离子水、蒸馏水、纯净水、乙醇、丙酮、丙醇、甲醇或甲醛，或其任意比例的混合物。