一種鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰的制備方法，該方法包括以下步驟：（1）將硼源水溶液或懸浮液、鋰源水溶液或懸浮液和三價鐵源水溶液或懸浮液依次加入碳源水溶液中，得到混合溶液；（2）將步驟（1）中得到的混合溶液干燥，得到硼酸鐵鋰前驅(qū)體；（3）將步驟（2）中得到的硼酸鐵鋰前驅(qū)體在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)行煅燒。本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰，該硼酸鐵鋰為根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備得到。采用本發(fā)明提供的制備方法合成的硼酸鐵鋰的顆粒直徑在40-500nm之間，顆粒的分散性好，循環(huán)穩(wěn)定性好，比容量大，能夠滿足鋰離子電池實際應(yīng)用的需要。
【專利說明】一種鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電池正極材料及其制備方法，具體地，涉及一種鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]能源和環(huán)境是當(dāng)前人類社會發(fā)展不可回避的兩個重要問題。因此，新型可再生清潔能源的研發(fā)是今后世界經(jīng)濟(jì)中最具決定性影響的【技術(shù)領(lǐng)域】之一。作為能源儲存與轉(zhuǎn)化的一種重要方式一化學(xué)電源，在人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)中得到了極為廣泛的應(yīng)用。鋰離子電池作為新一代的綠色高能電池，具有工作電壓高、比能量高、比功率高、循環(huán)壽命長、自放電小、無記憶效應(yīng)等優(yōu)點而被廣泛應(yīng)用在便攜式電子設(shè)備、電動工具、儲能裝置、電動車以及混合電動車上。近年來，鋰離子電池的產(chǎn)量飛速增長，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，已成為二十一世紀(jì)國民經(jīng)濟(jì)和人民生活不可或缺的高新技術(shù)產(chǎn)品。
[0003]在含鐵類鋰離子電池聚陰離子正極材料中，磷酸鐵鋰已經(jīng)得到了較好的商業(yè)化生產(chǎn)，并逐漸成為主流正極材料。但是，磷酸鐵鋰本身理論比容量較低，僅有170mAh/g，且導(dǎo)電性較差，高倍率充放電性能不佳，振實密度低。這些缺點中有些可以通過進(jìn)一步的研究加以提高和改善，但是另外一些則是本征的，如理論比容量的大小等，不可能通過研究得到改善或提高。這就要求人們進(jìn)一步探索和開發(fā)具有更高比容量的正極材料以滿足技術(shù)發(fā)展的需求。而硼酸鐵鋰(LiFeBO3)就是一種具有較高比容量的新型聚陰離子正極材料，就結(jié)構(gòu)而言，以摩爾質(zhì)量更小的出03)3_代替(P04)3_，可達(dá)到更高的理論比容量(220mAh/g)。同時，硼酸鐵鋰這種結(jié)構(gòu)使其具有更好的導(dǎo)電性(電導(dǎo)率為3.9X1(TS/Cm)，充放電前后具有極小的體積變化率(約2%)，良好的可逆性以及優(yōu)異的化學(xué)及電化學(xué)穩(wěn)定性。因此，硼酸鐵鋰(LiFeBO3)是一種極具應(yīng)用前景的鋰離子電池正極材料。
[0004]鐵和硼是我國優(yōu)勢礦產(chǎn)，其中已經(jīng)探明的鐵資源儲量位居世界第五位，約占全球總儲量9.0%，并且地殼中鐵含量非常高，其豐度為4.75%，在所有元素中位居第四位；另外我國是一個硼礦資源大國，已探明儲量占世界硼礦儲量的16%，居世界第四位。因此，開發(fā)含鐵硼類鋰離子電池正極材料不僅具有重要的戰(zhàn)略意義，還具有極大的經(jīng)濟(jì)和社會效益。
[0005]目前，制備硼酸鐵鋰(LiFeBO3)的主要方法是在惰性氣氛保護(hù)下的高溫固相反應(yīng)方法。例如，CN 101955190A公開了一種鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰的制備方法，該方法將鋰源、鐵源、硼源和碳源直接混合，加入較少量的溶劑后混合均勻，再烘干壓制成干餅，將干餅在惰性氣體保護(hù)下煅燒得到最終產(chǎn)物。此類制備工藝過程復(fù)雜、能耗大、成本高，且得到的材料純度不高，顆粒尺寸較大，團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重，電化學(xué)性能有待改進(jìn)。
[0006]CN 102079530A公開了一種溶膠凝膠技術(shù)制備鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰的方法，該方法將鋰源、鐵源、硼源和螯合劑共同溶于水中，升溫使之形成凝膠，將凝膠烘干壓制成片后煅燒得到最終產(chǎn)物。通過由該方法制備的硼酸鐵鋰制備的電池的放電比容量較低，且充放電循環(huán)特性以及穩(wěn)定性較差。
[0007]此外，在現(xiàn)有技術(shù)的方法中，合成硼酸鐵鋰時大多采用二價鐵源，其穩(wěn)定性較差，而且遇空氣和氧化介質(zhì)很易被氧化為三價鐵鹽，從而增加原材料的儲存成本。同時，二價鐵源較三價鐵源而言，需要更高的原材料消耗成本。高溫固相反應(yīng)方法高溫處理時間較長，能耗大，材料制備周期長，生產(chǎn)成本高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種比容量大、循環(huán)穩(wěn)定性好的高性能鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰及其制備方法。
[0009]本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)的方法均是將原料同時混合進(jìn)行反應(yīng)，忽視了對于原料之間反應(yīng)順序的控制，從而導(dǎo)致制備的硼酸鐵鋰結(jié)晶性較差且產(chǎn)物中可能有雜質(zhì)存在，另外，還會使得制備的硼酸鐵鋰顆粒不均勻，從而導(dǎo)致材料電池性能的一致性較差等問題。
[0010]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0011](I)將硼源水溶液或懸浮液、鋰源水溶液或懸浮液和三價鐵源水溶液或懸浮液依次加入碳源水溶液中，得到混合溶液；
[0012](2)將步驟(I)中得到的混合溶液干燥，得到硼酸鐵鋰前驅(qū)體；
[0013](3)將步驟(2)中得到的硼酸鐵鋰前驅(qū)體在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)行煅燒。
[0014]本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰，該硼酸鐵鋰為根據(jù)本發(fā)明提供的制備方法制備得到。
[0015]采用本發(fā)明提供的制備方法合成的硼酸鐵鋰(LiFeBO3)的粒徑在40_500nm之間，顆粒的分散性好，循環(huán)穩(wěn)定性好、比容量大，能夠滿足鋰離子電池實際應(yīng)用的需要。此外，本發(fā)明使用三價鐵源更利于硼酸鐵鋰的合成，還可以顯著降低原材料成本；而且，本發(fā)明的方法對原材料的純度沒有特別要求，擴(kuò)大了原材料的來源。優(yōu)選情況下，本發(fā)明所述煅燒溫度為600-750°C，合成材料的工藝溫度較低，高溫處理時間較短，從而大大縮短了制備周期，有效地降低生產(chǎn)工藝成本。
[0016]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0018]圖1為本發(fā)明實施例1中所制備的硼酸鐵鋰的XRD圖譜；
[0019]圖2為本發(fā)明實施例1中所制備的硼酸鐵鋰作為正極材料制備的電池的首次充放電曲線圖；
[0020]圖3為本發(fā)明實施例1中所制備的硼酸鐵鋰的掃描電子顯微鏡(SEM)照片；
[0021]圖4為本發(fā)明實施例1中所制備的硼酸鐵鋰作為正極材料制備的電池的循環(huán)性能曲線。
【具體實施方式】
[0022]以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0023]本發(fā)明提供一種鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰的制備方法，該方法包括以下步驟:
[0024](I)將硼源水溶液或懸浮液、鋰源水溶液或懸浮液和三價鐵源水溶液或懸浮液依次加入碳源水溶液中，得到混合溶液；
[0025](2)將步驟(I)中得到的混合溶液干燥，得到硼酸鐵鋰前驅(qū)體；
[0026](3)將步驟(2)中得到的硼酸鐵鋰前驅(qū)體在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)行煅燒。
[0027]在本發(fā)明提供的制備方法中，所述硼源、鋰源和三價鐵源為制備硼酸鐵鋰的原料。所述硼源、鋰源、三價鐵源的用量的可選擇范圍較寬，優(yōu)選情況下，以元素含量計，所述硼源、鋰源和三價鐵源的摩爾比為(1-1.15):(0.95-1.1):1，進(jìn)一步優(yōu)選為(1.1-1.15):(1-1.05):1。在IL所述鋰源水溶液或懸浮液中，以元素計，鋰的含量可以為(0.1-lmol)，優(yōu)選為(0.2-0.6mol);在IL三價鐵源水溶液或懸浮液中，以元素計，三價鐵的含量可以為(0.1-1.5mol)，優(yōu)選為(0.2-0.8mol);在IL硼源水溶液或懸浮液中，以元素計，硼的含量可以為(0.1-1mol)，優(yōu)選為(0.2-0.6mol)。所述碳源在制備過程中的作用是還原三價鐵源、包覆所述硼酸鐵鋰并增加其導(dǎo)電性，碳源用量的可選擇范圍較寬，優(yōu)選情況下，所述三價鐵源化合物和所述碳源化合物的摩爾比為1:(0.5-2)。
[0028]所述硼源、鋰源、三價鐵源和碳源的種類可選擇范圍較寬，只要保證其能夠形成水溶液或懸浮液即可，優(yōu)選情況下，所述硼源選自硼酸、硼酸銨和三氧化二硼中的一種或多種；所述鋰源選自碳酸鋰、氫氧化鋰、草酸鋰、乙酸鋰和硝酸鋰中的一種或多種；所述三價鐵源選自三氧化二鐵、硝酸鐵、和草酸鐵、檸檬酸鐵中的一種或多種；所述碳源選自葡萄糖、檸檬酸、蔗糖、甘醇酸、酒石酸和抗壞血酸中的一種或多種。對于不能溶于水的原料，可以使用常規(guī)方法使其形成懸浮液，例如，可以先將原料加入到去離子水中，進(jìn)行超聲分散處理，然后進(jìn)行磁力攪拌制備得到原料的懸浮液。另外，在本發(fā)明中對原材料的純度沒有特別要求，工業(yè)純、化學(xué)純、分析純的原料均可，此擴(kuò)大了原材料的來源，而且使用三價鐵源可以顯著降低原材料成本。
[0029]在本發(fā)明提供的制備方法中，所述步驟(I)是本發(fā)明的關(guān)鍵點之一，將所述硼源水溶液或懸浮液、鋰源水溶液或懸浮液和三價鐵源水溶液或懸浮液依次按照順序加入所述碳源水溶液中，可以很好的控制不同原料之間反應(yīng)的順序，進(jìn)而影響反應(yīng)的進(jìn)度，從而有助于得到單一純相的硼酸鐵鋰，同時大大提高其電化學(xué)性能。優(yōu)選情況下，所述步驟(I)中的所述加入在攪拌下進(jìn)行，所述攪拌速度為900-1200r/min，攪拌持續(xù)時間為2_8h，攪拌有利于原料之間的充分反應(yīng)，攪拌后得到澄清透明的混合溶液。
[0030]在本發(fā)明提供的制備方法中，所述步驟(2)的所述干燥可采用本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的常規(guī)方式，所述干燥的溫度優(yōu)選為60-80°C，干燥時間優(yōu)選為12-20h。另外，所述步驟(2)還可以包括將所述硼酸鐵鋰前驅(qū)體在120-220°C下加熱分解4-8h。由此可促使溶液燃燒爆炸，從而得到顆粒粒徑較小的且均勻的硼酸鐵鋰前驅(qū)體。
[0031]在本發(fā)明提供的制備方法中，所述步驟(3)的所述煅燒的條件一般包括煅燒的溫度和煅燒的時間，所述煅燒的溫度優(yōu)選為600-750°C，更優(yōu)選為600-650°C，煅燒的時間優(yōu)選為6-24h，更優(yōu)選為6-8h。優(yōu)選情況下，在所述步驟(3)中，在所述煅燒之前，該制備方法還包括將所述硼酸鐵鋰前驅(qū)體在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理可使前驅(qū)體中可能存在的未分解的原料分解，從而進(jìn)一步將多余的水或二氧化碳等排除。所述預(yù)處理的溫度優(yōu)選為300-400°C，預(yù)處理的時間優(yōu)選為2-24h。上述惰性氣氛為不與所述硼酸鐵鋰前驅(qū)體或產(chǎn)物反應(yīng)的氣體，優(yōu)選，所述惰性氣氛選自氮氣、元素周期表第零族氣體中的至少一種。所述惰性氣氛優(yōu)選為動態(tài)氣氛，由此可將材料分解產(chǎn)生的氣體雜質(zhì)等及時排除，從而減少對材料的合成造成影響，優(yōu)選氣體流速為2-50mL/min。
[0032]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0033]另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
[0034]此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
[0035]以下將通過實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。
[0036]氫氧化鋰、草酸鋰、檸檬酸鐵均購自汕頭市西隴化工廠有限公司；
[0037]葡萄糖、蔗糖、檸檬酸、硼酸、三氧化二硼、乙酸鋰、三氧化二鐵均購自北京北化精細(xì)化學(xué)品有限責(zé)任公司；
[0038]酒石酸、甘醇酸、抗壞血酸、硼酸銨、碳酸鋰、草酸鐵均購自國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；
[0039]硝酸鋰和硝酸鐵購自廣東光華化學(xué)廠有限公司。
[0040]采用X射線衍射法確定制備的硼酸鐵鋰的晶體結(jié)構(gòu)；
[0041]采用掃描電子顯微鏡觀察制備的硼酸鐵鋰的顆粒的形貌、尺寸以及分散性。
[0042]實施例1
[0043]該實施例用于說明本發(fā)明的鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰的制備。
[0044]將0.0144mol碳酸鋰、0.0325mol硼酸、0.0288mol硝酸鐵各自溶于20mL水中，將
0.014mol朽1檬酸和0.009mol葡萄糖共同溶于20mL水中，在1200r/min的速度攪拌下，依次將硼酸溶液、碳酸鋰懸浮液和硝酸鐵溶液加入到檸檬酸、葡萄糖溶液中，持續(xù)攪拌混合溶液6h，得到澄清透明的混合溶液。將此混合溶液在80°C下干燥16h，然后在220°C下加熱分解4h，研磨均勻后得到硼酸鐵鋰前驅(qū)體。將硼酸鐵鋰前驅(qū)體移入高溫爐中，在氬氣保護(hù)下于350°C進(jìn)行預(yù)處理12h，而后于600°C煅燒6h，隨爐冷卻到室溫，得到鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰(LiFeBO3)。
[0045]實施例2
[0046]該實施例用于說明本發(fā)明的鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰的制備。
[0047]將0.0288mol氫氧化鋰、0.0325mol硼酸、0.0144mol三氧化二鐵各自加入到40mL水中，將0.014mol檸檬酸和0.014mol蔗糖共同溶于20mL水中，在1000r/min的速度攪拌下，依次將硼酸溶液、氫氧化鋰溶液和三氧化二鐵懸浮液加入到檸檬酸、蔗糖溶液中，持續(xù)攪拌混合溶液8h，得到澄清透明的混合溶液。將此混合溶液在60°C下干燥20h，然后在220°C下加熱分解6h，研磨均勻后得到硼酸鐵鋰前驅(qū)體。將硼酸鐵鋰前驅(qū)體移入高溫爐中，在氬氣保護(hù)下于350°C進(jìn)行預(yù)處理16h，而后于650°C煅燒8h，隨爐冷卻到室溫，得到鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰(LiFeBO3)。
[0048]實施例3
[0049]該實施例用于說明本發(fā)明的鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰的制備。
[0050]將0.0288mol乙酸鋰、0.0082mol硼酸銨和0.0144mol草酸鐵各自溶于40mL水中，將0.014mol朽1檬酸和0.008mol酒石酸溶于20mL水中，在1100r/min的速度攪拌下，依次將硼酸銨水溶液、乙酸鋰水溶液和草酸鐵懸浮液加入到檸檬酸、酒石酸溶液中，持續(xù)攪拌混合溶液6h，得到澄清透明的混合溶液。將此混合溶液在80°C下干燥16h，然后在200°C下加熱分解4h，研磨均勻后得到硼酸鐵鋰前驅(qū)體。將硼酸鐵鋰前驅(qū)體移入高溫爐中，在氬氣保護(hù)下于350°C進(jìn)行預(yù)處理6h，而后于600°C煅燒8h，隨爐冷卻到室溫，得到鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰(LiFeBO3)。
[0051]實施例4
[0052]該實施例用于說明本發(fā)明的鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰的制備。
[0053]將0.0288mol硝酸鋰、0.01613mol三氧化二硼和0.0288mol硝酸鐵各自溶于30mL水中，將0.05mol甘醇酸溶于40mL水中，在900r/min的速度攪拌下，依次將三氧化二硼溶液、硝酸鋰溶液和硝酸鐵溶液加入到甘醇酸溶液中，持續(xù)攪拌混合溶液2h，得到澄清透明的混合溶液。將此混合溶液在60°C下干燥12h，然后在120°C下加熱分解4h，研磨均勻后得到硼酸鐵鋰前驅(qū)體。將硼酸鐵鋰前驅(qū)體移入高溫爐中，在氬氣保護(hù)下于300°C進(jìn)行預(yù)處理24h，而后于700°C煅燒12h，隨爐冷卻到室溫，得到鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰(LiFeBO3)。
[0054]實施例5
[0055]該實施例用于說明本發(fā)明的鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰的制備。
[0056]將0.0144mol草酸鋰、0.0288mol硼酸和0.0288mol檸檬酸鐵各自加入到40mL水中，將0.014mol朽1檬酸和0.005mol酒石酸共同溶于30mL水中，在1100r/min的速度攪拌下，依次將硼酸水溶液、草酸鋰水溶液和檸檬酸鐵懸浮液加入到檸檬酸、酒石酸溶液中，持續(xù)攪拌混合溶液8h，得到澄清透明的混合溶液。將此混合溶液在80°C下干燥20h，然后在120°C下加熱分解6h，研磨均勻后，得到硼酸鐵鋰前驅(qū)體。將硼酸鐵鋰前驅(qū)體移入高溫爐中，在氬氣保護(hù)下于400°C進(jìn)行預(yù)處理6h，而后于700°C煅燒24h，隨爐冷卻到室溫，得到鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰(LiFeBO3)。
[0057]對比例I
[0058]該對比例說明現(xiàn)有技術(shù)的硼酸鐵鋰的制備方法。
[0059]按照實施例1的方法制備硼酸鐵鋰，不同的是，將碳酸鋰、硼酸、硝酸鐵、檸檬酸、葡萄糖同時溶于SOmL水中，制備得到硼酸鐵鋰。
[0060]對比例2
[0061]該對比例說明現(xiàn)有技術(shù)的硼酸鐵鋰的制備方法。
[0062]按照CN101955190A公開的方法制備硼酸鐵鋰。將0.0144mol碳酸鋰、0.0288mol硼酸、0.0288mol硝酸鐵、0.014mol朽1檬酸和0.009mol葡萄糖混合,加入4mL水,研磨混合均勻，在80°C下經(jīng)16h干燥，再移入高溫爐中，在氬氣保護(hù)下于600°C煅燒6h，隨爐冷卻到室溫，得到鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰(LiFeBO3)。
[0063]對比例3[0064]該對比例說明現(xiàn)有技術(shù)的硼酸鐵鋰的制備方法。
[0065]按照CN102079530A公開的方法制備硼酸鐵鋰。將0.0144mol碳酸鋰、0.0288mol硼酸、0.0288mol硝酸鐵和0.014mol檸檬酸溶于60mL水中，攪拌30min，升溫到80°C保持24h，然后在120°C下烘干后，在20MPa下壓制成片，再在氬氣保護(hù)下于600°C煅燒10h，自然冷卻至室溫，得到鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰(LiFeBO3)。
[0066]性能測試
[0067]1、硼酸鐵鋰晶體結(jié)構(gòu)的確定、粒徑及分散性的表征
[0068]采用X射線衍射法確定硼酸鐵鋰的晶體結(jié)構(gòu)。X射線測定儀器型號為:D/MAX-TTRI11 (CBO)條件為:測試角度15-50°，掃描速度8° /min,采用Cu的K α射線進(jìn)行測試。
[0069]采用掃描電子顯微鏡觀察硼酸鐵鋰的粒徑及分散性。掃描電子顯微鏡(SEM)型號為:FESEM Sirion200, FE1.C0.[0070]結(jié)果如下表所示。
[0071]表1
[0072]
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)將硼源水溶液或懸浮液、鋰源水溶液或懸浮液和三價鐵源水溶液或懸浮液依次加入碳源水溶液中，得到混合溶液； (2)將步驟(I)得到的混合溶液干燥，得到硼酸鐵鋰前驅(qū)體； (3)將步驟(2)得到的硼酸鐵鋰前驅(qū)體在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)行煅燒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，以元素計，所述硼源、鋰源和三價鐵源的摩爾比為(1.1-1.15):(1-1.05):lo
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述三價鐵源化合物和所述碳源化合物的摩爾比為I: (0.5-2)O
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其中，所述硼源選自硼酸、硼酸銨和三氧化二硼中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其中，所述鋰源選自碳酸鋰、氫氧化鋰、草酸鋰、乙酸鋰和硝酸鋰中的一種或多種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的制備方法，其中，所述三價鐵源選自三氧化二鐵、硝酸鐵、草酸鐵和檸檬酸鐵中的一種或多種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述碳源選自葡萄糖、檸檬酸、蔗糖、甘醇酸、酒石酸和抗壞血酸中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述步驟(2)中，所述干燥的溫度為60-80°C，時間為 12-20h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述步驟(2)還包括將所述硼酸鐵鋰前驅(qū)體在120-220°C下加熱分解4-8h。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其中，所述步驟(3)中，所述煅燒的溫度為600-750°C，煅燒的時間為6-24h。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的制備方法，其中，所述步驟(3)中，在所述煅燒之前，還包括將所述硼酸鐵鋰前驅(qū)體在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)行預(yù)處理，該預(yù)處理的溫度為300-400°C，時間為2-24h。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或11所述的制備方法，其中，所述惰性氣氛選自氮氣和元素周期表第零族氣體中的至少一種。
13.—種鋰離子電池正極材料硼酸鐵鋰，其特征在于，該硼酸鐵鋰為根據(jù)權(quán)利要求1-12中任意一項所述的制備方法制備得到，硼酸鐵鋰的顆粒直徑為40-500nm。
【文檔編號】C01B35/12GK103545508SQ201210237693
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月9日
【發(fā)明者】何巖, 褚衛(wèi)國, 王漢夫 申請人:國家納米科學(xué)中心