[发明专利]一种全溶液法合成锂离子电池电极材料

摘要

本发明属于一种全溶液法合成锂离子电池电极材料。选择有机溶剂、水溶性或溶于有机溶剂的锂盐、水溶性或溶于有机溶剂的铁盐、水溶性或溶于有机溶剂的含有磷酸根的化合物、水溶性或溶于有机溶剂含碳元素的化合物为原料，经过制备磷酸亚铁锂前驱溶液；喷雾形成磷酸亚铁锂纳米级前躯体磷酸亚铁锂；将喷雾得到的磷酸亚铁锂纳米级前躯体在保护气氛中煅烧，得到纳米级磷酸亚铁锂材料。生产出的磷酸亚铁锂的比容量高，循环性能优异，具有较高的压实密度和良好的加工性能；所有原料都溶于水或者有机溶剂，合成工艺简单，合成磷酸亚铁锂过程中控制参数少，而且参数容易控制，大规模生产时，生产出的电极材料的一致性好。

主权项

一种全溶液法合成锂离子电池电极材料，原料选择的有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮中的一种或两种以上混合物；水溶性或溶于有机溶剂的锂盐为氢氧化锂、氟化锂、氯化锂、磷酸二氢锂、磷酸氢二锂或醋酸锂；水溶性或溶于有机溶剂的铁盐为硝酸铁、氯化铁、氢氧化氧铁、氯化亚铁或硝酸亚铁；水溶性或溶于有机溶剂的含有磷酸根的化合物为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸二氢锂或磷酸氢二锂；水溶性或溶于有机溶剂含碳元素的化合物为蔗糖、葡萄糖、果糖、柠檬酸、木醇糖、聚乙烯醇、聚氧乙烯或明胶；合成步骤如下：1)制备磷酸亚铁锂前驱溶液：将溶于水或有机溶剂的锂源化合物、铁源化合物、含有磷酸根的化合物按照锂、铁、磷酸根的摩尔比为0.95～1.05∶1∶1的比例称取，三者总质量为Xkg，分别溶于水或有机溶剂，配制成质量比浓度为5％～65％的水溶液或有机溶剂；称取溶于水或有机溶剂含碳元素的化合物质量为Ykg，其中Y∶X＝0.05～0.65，将称取好含碳元素化合物也加入水或有机溶剂中，配制成质量比浓度为10％～50％的溶液，将上述制得的水溶液或有机溶液混合1～24小时，制成均匀的液体；2)喷雾形成磷酸亚铁锂纳米级前躯体：使用喷雾机进行喷雾，制得前驱物纳米颗粒；3)磷酸亚铁锂煅烧：将喷雾得到的磷酸亚铁锂纳米级前躯体在惰性气体保护下，在550℃～850℃下煅烧1～24小时，自然冷却到室温，得到纳米级磷酸亚铁锂材料。