[发明专利]一种锂离子正极材料LiFePO4/C的合成方法

摘要

一种锂离子正极材料LiFePO₄/C的合成方法，涉及锂离子电池正极材料。1）将三氧化二铁、掺杂金属离子氧化物和有机碳源加水混合，球磨处理后喷雾造粒，得到的粉体在惰性气氛中预处理，得到碳包覆铁源粉体；2）将磷源溶于水中，加入步骤1）得到的碳包覆铁源粉体，然后加入氢氧化锂，球磨处理后喷雾造粒，得到干燥粉体；3）将步骤2）得到的干燥粉体在惰性气氛中处理，再进行高温热处理，经过气流分级即得到锂离子正极材料LiFePO₄/C。通过对LiFePO₄颗粒表面包覆碳，在LiFePO₄结构中引入掺杂离子改变其半导体性质，改善其电子导电性；通过减小LiFePO₄晶体的粒径，提高锂离子在充放电过称中扩散速率。

主权项

一种锂离子正极材料LiFePO₄/C的合成方法，其特征在于包括以下步骤：1)将三氧化二铁、掺杂金属离子氧化物和有机碳源加水混合，球磨处理后喷雾造粒，得到的粉体在惰性气氛中预处理，得到碳包覆铁源粉体；所述有机碳源的质量为三氧化二铁质量的10％～15％；所述掺杂金属离子氧化物选自MnO₂、TiO₂、MgO中的至少一种；所述有机碳源采用可溶于水的有机物中的一种，所述可溶于水的有机物选自葡萄糖、蔗糖、果糖、聚乙二醇、聚丙烯酸、壳聚糖中的一种；2)将磷源溶于水中，加入步骤1)得到的碳包覆铁源粉体，然后加入氢氧化锂，球磨处理后喷雾造粒，得到干燥粉体；所述磷源采用磷盐化合物，所述磷盐化合物选自(NH₄)₃PO₄、(NH₄)₂HPO₄、NH₄H₂PO₄、H₃PO₄中的一种；所述球磨处理的时间为2～3h；3)将步骤2)得到的干燥粉体在惰性气氛中处理，再进行高温热处理，经过气流分级即得到锂离子正极材料LiFePO₄/C；所述氢氧化锂、三氧化二铁、磷源化合物、金属离子氧化物按元素摩尔数为Li∶Fe∶P∶掺杂金属M＝1.01∶1∶1∶(0.01～0.05)；所述水采用无盐水，其中步骤1)中水的加入量按质量比为三氧化二铁的3～4倍，步骤2)中水的加入量按质量比为碳包覆铁源粉体质量的3～4倍。