[发明专利]磷酸铁锂复合材料及其制备方法

说明书

本申请涉及电池材料技术领域，尤其涉及一种磷酸铁锂复合材料及其制备方法。该磷酸铁锂复合材料的制备方法包括如下步骤：配制磷酸锂悬浮液；将磷酸铁和铁氧化物加入磷酸锂悬浮液中得到第一混合悬浮液；将有机碳源加入到第一混合悬浮液中得到第二混合悬浮液；将第二混合悬浮液进行研磨处理得到研磨浆料；将研磨浆料进行干燥处理得到初始粉末；将初始粉末在惰性气氛条件下进行烧结处理得到碳包覆的磷酸铁锂复合材料。该制备方法用廉价的、来源广泛的铁氧化物替代部分磷酸铁原料，这样可以减少磷酸铁的用量，同时可以使用钢厂废酸处理后过程中生产的大量廉价铁氧化物，该制备方法可以确保产品性能的同时降低生产成本，具有很好的前景。

技术领域

本申请属于电池材料技术领域，尤其涉及一种磷酸铁锂复合材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子(Li⁺)在正极和负极之间移动来工作；在充放电过程中，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多领域。锂离子电池的可选正极材料很多，主流产品多采用锂铁磷酸盐。

磷酸铁锂(LiFePO₄，简称LFP)是一种锂离子电池电极材料，主要用于各种锂离子电池。自1996年首次揭露A_yMPO₄(A为碱金属，M为CoFe两者之组合；LiFeCoPO₄)的橄榄石结构的锂电池正极材料之后，1997年接着报导了LiFePO₄的可逆性地迁入脱出锂的特性。磷酸铁锂的特点是安全性好，循环寿命长，价格低廉，无毒性，环境污染小，因此各地已竞相实现产业化生产。

磷酸铁锂的合成方法有固相合成法和液相合成法。磷酸铁锂的固相合成中一般使用磷酸铁原料，而磷酸铁原料一般是以硫酸亚铁和磷酸通过沉淀法来合成，该过程会产生硫酸盐废水，处理废水需要消耗大量能源，因此如果磷酸铁原料使用量太多，会提高生产成本。

发明内容

本申请的目的在于提供一种磷酸铁锂复合材料及其制备方法，旨在解决如何降低磷酸铁锂复合材料制备成本的技术问题。

为实现上述申请目的，本申请采用的技术方案如下：

第一方面，本申请提供一种磷酸铁锂复合材料的制备方法，包括如下步骤：

配制磷酸锂悬浮液；

将磷酸铁和铁氧化物加入所述磷酸锂悬浮液中得到第一混合悬浮液；

将有机碳源加入到所述第一混合悬浮液中得到第二混合悬浮液；

将所述第二混合悬浮液进行研磨处理得到研磨浆料；

将所述研磨浆料进行干燥处理得到初始粉末；

将所述初始粉末在惰性气氛条件下进行烧结处理得到碳包覆的磷酸铁锂复合材料。

在一实施例中，所述第一混合悬浮液中，所述磷酸铁与所述磷酸锂悬浮液中的磷酸锂的Fe:P摩尔比为1.96～2.04:1，所述铁氧化物与所述磷酸锂的Fe:P摩尔比为0.96～1.04:1。

在一实施例中，所述第二混合悬浮液中，所述有机碳源与所述磷酸锂悬浮液中的磷酸锂的质量比为0.3～0.5:1；和/或所述第二混合悬浮液中的固含量为30～45％。

在一实施例中，所述将所述第二混合悬浮液进行研磨处理得到研磨浆料，包括：