[发明专利]一种高性能磷酸铁锂正极材料及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高性能磷酸铁锂正极材料及其制备方法，包括如下步骤：(1)浆料制备：将铁盐、磷盐加入碱溶液中，加热反应，得到磷铁化合物浆料；(2)湿法球磨：在浆料中加入掺杂改性剂、碳源和锂盐，湿法球磨至粒度为50‑150nm，得到粉体；(3)高温烧结：将粉体在惰性气氛下烧结，从室温升温至600～700℃，并保持3小时，冷却后得到磷酸铁锂正极材料。

技术领域

本发明涉及锂电池材料制备，具体公开一种高性能磷酸铁锂正极材料及其制备方法。

背景技术

随着世界石油资源的逐渐消耗，锂离子电池的研究与发展越来越受到人们的重视，锂离子电池的性能主要取决于其正、负极材料，磷酸铁锂是一种锂离子电池的正极材料，其安全性能与循环寿命都是其他电池材料无法比拟的，满足了电动车频繁充放电的需要，而且以磷酸铁锂为正极材料的大容量锂离子电池更易串联使用，可为电动车提供更高的动力。另外，磷酸铁锂具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜、寿命长等优点，是锂离子电池的理想正极材料。但是，磷酸铁锂电子导电率低，离子扩散慢，所以磷酸铁锂材料必须通过炭包覆与纳米化才能提升材料的性能。

申请号为20101029722.6的中国专利公开了一种磷酸铁锂材料的制备方法，通过共沉淀法得到纳米级的磷酸铁锂颗粒，再通过喷雾干燥烧结得到锂离子电池正极材料，但是该方法形成的纳米级磷酸铁锂材料成分分布不均匀，粒径分布差，且需经过多次洗涤脱水干燥，耗能很大。

发明内容

本发明的目的在于：为解决以上问题提供一种分布反应，耗能较低，产品粒径分布好，高性价比的磷酸铁锂正极材料及其制备方法。

本发明采用的技术方案是这样的：

一种高性能磷酸铁锂正极材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)浆料制备：将铁盐、磷盐加入碱溶液中，加热反应，得到磷铁化合物浆料；

(2)湿法球磨：在浆料中加入掺杂改性剂、碳源和锂盐，湿法球磨至粒度为50-150nm，得到粉体；

(3)高温烧结：将粉体在惰性气氛下烧结，从室温升温至600～700℃，并保持3小时，冷却后得到磷酸铁锂正极材料。

进一步地，所述锂盐为氢氧化锂、碳酸锂或氟化锂。

进一步地，掺杂改性剂为氧化镁，碳源为10％聚乙二醇。

进一步地，所述惰性气氛为氮气或者氩气气氛。

进一步地，所述升温的速率为5℃/min。

综上所述，由于采用上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明通过分步反应的方式制备磷酸铁锂正极材料，制备工艺简单，耗能较低，所得磷酸铁锂正极材料粒径较小，并且分布均匀，碳包覆效果好，压实密度高，克容量高，用该材料制备得到的锂离子电池性能较好，具有高性价比，是一种适于实际生产应用的磷酸铁锂正极材料。

具体实施方式

实施例1

一种高性能磷酸铁锂正极材料的制备方法，具体步骤如下：

(1)浆料制备：将铁盐、磷盐加入碱溶液中，加热反应，得到磷铁化合物浆料；

(2)湿法球磨：在浆料中加入掺杂氢氧化锂、氧化镁和10％聚乙二醇，湿法球磨至粒度为50-150nm，得到粉体；

(3)高温烧结：将粉体在氮气气氛下烧结，从室温升温至650℃，升温的速率为5℃/min，并保持3小时，冷却后得到磷酸铁锂正极材料。

实施例2

一种高性能磷酸铁锂正极材料的制备方法，具体步骤如下：