[发明专利]一种锂离子电池用磷酸铁锂正极复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池用磷酸铁锂正极复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)无定形纳米磷酸铁复合物Fe_xM_1-xPO₄的制备：将铁盐或铁盐与金属M盐混合物配成浓度为0.001～2M的铁盐水溶液，将磷酸盐或磷酸配成浓度为0.001～2M的水溶液，再在磷酸根水溶液中加入NH₄·H₂O调节该溶液pH值使得铁盐水溶液与磷酸根水溶液按摩尔比1∶1混合后的pH值在1～11.5，按摩尔比1∶1将铁盐水溶液和磷酸根水溶液通入微反应器的进口，使得两者在微反应器通道中均匀混合并迅速沉淀，离心过滤并洗涤得到无定形纳米磷酸铁Fe_xM_1-xPO₄复合物；其中，0≤x≤0.99，金属元素M是Al、Cr、Ni、Co、Mn、Mg、Nb、Zr、Ce、Ti、Ta、W、V、Fe中的一种或多种；

2)纳米磷酸铁复合物晶体的制备：将步骤1)得到的无定形纳米磷酸铁Fe_xM_1-xPO₄复合物在空气或真空下、温度为30～300℃条件下烘干；

3)球磨混料：将步骤2)得到的纳米磷酸铁复合物晶体、锂盐、碳源按化学计量比称取后，用无水乙醇球磨混料，得到磷酸铁锂复合物前驱体，其中球磨转速100～1000r/min，球磨时间为1～20h，其中锂原子与复合物中金属离子的摩尔比为0.9～1.1∶1，碳源中碳的含量占纳米磷酸铁复合物晶体、锂盐和碳源总量的2～15wt％；

4)高温烧结：将步骤3)得到的前驱体在惰性气体或者还原性气体中进行固相烧结，所述烧结温度在550～750℃之间，烧结时间为1～20h，然后自然冷却得到锂离子电池用磷酸铁锂正极复合材料。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用磷酸铁锂正极复合材料的制备方法，其特征在于所述的铁盐为硝酸铁、氯化铁、硝酸铁、硫酸铁、焦磷酸铁中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池用磷酸铁锂正极复合材料的制备方法，其特征在于所述的磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸氢铵中的一种或两者混合物。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池用磷酸铁锂正极复合材料的制备方法，其特征在于所述的锂盐为碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂、氯化锂、醋酸锂、草酸锂、甲酸锂、柠檬酸锂、乳酸锂中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池用磷酸铁锂正极复合材料的制备方法，其特征在于所述的碳源为蔗糖、葡萄糖、PVA、柠檬酸、抗坏血酸、酒石酸、维生素C、酚醛树脂、醋酸纤维素、PVP、芘中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池用磷酸铁锂正极复合材料的制备方法，其特征在于所述的惰性气体为氩气或氮气；所述的还原性气体为氢气。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池用磷酸铁锂正极复合材料的制备方法，其特征在于所述的微反应器为T型或Y型或多通道微反应器，特征尺寸在微米到毫米之间。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池用磷酸铁锂正极复合材料的制备方法，其特征在于所述的步骤2)纳米磷酸铁复合物晶体制备时，可以将烘干后的粉末先在空气或惰性气体保护下进行热处理后再进行球磨混料，其中热处理温度为400～600℃，热处理时间为1～20h。