專利名稱：一種LiFePO₄/C復(fù)合正極材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池正極材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種LiFeP04/C復(fù)合 正極材料的制備方法。
背景技術(shù)：
LiFeP(X為斜方晶系橄欖石結(jié)構(gòu)，屬于Pnmb空間群。LiFeP04的理論比容量為170 mAh/g，在電化學(xué)脫嵌鋰時(shí)晶格畸變小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，循環(huán)壽命長(zhǎng)，安全性高，價(jià)格低廉， 是一種較理想的大型鋰離子電池正極材料。但LiFeP04的電子導(dǎo)電率和離子擴(kuò)散系數(shù) 低，導(dǎo)致其在大電流放電時(shí)容量衰減較快，倍率性能差，限制了LiFeP04的實(shí)際應(yīng)用。
利用碳材料制備LiFeP04/C復(fù)合正極材料是對(duì)LiFeP04改性的有效手段，其中碳的 作用主要表現(xiàn)為(1)增強(qiáng)復(fù)合材料的電子導(dǎo)電性；(2)阻止焙燒過程中LiFeP04晶粒 長(zhǎng)大，減小鋰離子擴(kuò)散路徑；(3)將+ 3價(jià)鐵原料還原為+ 2價(jià)，或保證反應(yīng)過程中十 2價(jià)鐵不被氧化到高價(jià)態(tài)。
作為制備LiFeP04/C復(fù)合正極材料的碳源材料，主要包括以導(dǎo)電炭黑、石墨、乙炔 黑等為代表的無機(jī)碳源材料和以蔗糖、葡萄糖、有機(jī)聚合物等為代表的有機(jī)碳源材料。 無機(jī)碳源材料具有良好的還原性，可以將+3價(jià)鐵原料還原為+2價(jià)，或保證反應(yīng)過程 中+ 2價(jià)鐵不被氧化到高價(jià)態(tài)；無機(jī)碳源材料具有良好導(dǎo)電性，可以增強(qiáng)LiFeP04晶粒 間電子傳導(dǎo)。有機(jī)碳源材料在碳化后也具有還原性，但還原反應(yīng)溫度較高；有機(jī)碳源 材料碳化過程中，在300 400 °C經(jīng)歷一個(gè)熔融過程，因此可在LiFeP04表面形成均勻 包覆層，有利于在復(fù)合材料中形成穩(wěn)定的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)及形成特定形貌的LiFeP04團(tuán)聚體。
在已報(bào)道文獻(xiàn)中，多采用一種碳源材料制備LiFeP04/C復(fù)合電極材料，同時(shí)利用兩 種不同類型的碳源材料制備LiFeP(VC復(fù)合材料的報(bào)道較少。
在文獻(xiàn)(l) Solid State Ionics, 2008, 179， 1736 1739中，Chunyan Lai等人 采用碳凝膠和葡萄糖兩種不同碳源材料制備了 LiFeP(VC復(fù)合電極材料。具體工藝步驟 為以草酸亞鐵、磷酸二氫鉸、氫氧化鋰、碳凝膠為原料，以乙醇為分散劑球磨混合5 小時(shí)，將球磨混合物料在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于300 X焙燒10小時(shí)，然后與葡萄糖混合球磨2 小時(shí)，再將球磨混合物料在氮?dú)獗Ｗo(hù)下于750 °C焙燒24小時(shí)，得到LiFeP(VC復(fù)合材 料。此方法采用草酸亞鐵為原料，鐵以+2價(jià)形式存在，碳凝膠主要起到增強(qiáng)導(dǎo)電性的 作用，其還原作用未得以體現(xiàn)；另外，草酸亞鐵價(jià)格較高，且反應(yīng)條件苛刻，因此該 方法生產(chǎn)成本較高。
在文獻(xiàn)(2)中國(guó)發(fā)明專利，公開號(hào)CN 101152961A中，王茹英等亦采用兩種不同 碳源材料制備了LiFeP04/C復(fù)合材料。具體工藝步驟為將磷酸二氫鋰，三氧化二鐵， 無機(jī)碳源材料(乙炔黑或鱗片石墨)和摻雜元素化合物混合，以水為分散劑球磨均勻； 將球磨混合均勻的漿料進(jìn)行噴霧干燥，得到粒度均一的類球形固相粉末；向該固相粉 末中投入有機(jī)碳源材料(蔗糖或葡萄糖)，通過干法球磨混合，然后將混合好的粉體材 料在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下300 40(TC進(jìn)行第一次焙燒，保溫時(shí)間為4 48小時(shí)；將一次焙燒后的產(chǎn)物球磨破碎4 48小時(shí)，然后200目過篩；過篩后的產(chǎn)物在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下， 于600 800 T進(jìn)行二次焙燒，保溫時(shí)間為4 48小時(shí)，隨爐降溫后，得到UFeP04/C 復(fù)合材料。該發(fā)明方法在300 400。C進(jìn)行第一次焙燒后，有機(jī)碳源材料(蔗糖或葡萄 糖)已熔融并在LiFeP04表面形成包覆層，但隨后進(jìn)行的球磨破碎過程又使包覆層破壞， 因此有機(jī)碳源材料的作用未得以發(fā)揮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種LiFePOVC復(fù)合正極材料的制備方法，利用無機(jī)碳源 材料和有機(jī)碳源材料的不同作用，將兩種碳源材料在反應(yīng)過程的不同階段分別加入， 以合成具有類球形貌、粒徑分布均一且具有良好電化學(xué)性能的LiFeP(VC復(fù)合正極材料。
本發(fā)明的具體工藝步驟如下
A. 按照Li : Fe : C為l : 1 : 1的摩爾比例分別稱取LiH2P04， Fe203,無機(jī)碳源 材料(導(dǎo)電炭黑，粒徑為10 20 nm)并混合在一起；按照該固體混合物總質(zhì)量1 4 倍的用量加入無水乙醇，并以250 400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨8 24小時(shí)得到漿料；將 漿料在60 80 °C烘箱中烘干12 24小時(shí)。
B. 將烘干后的產(chǎn)品在氮?dú)鈿夥障?，? 10 °C /分鐘的速率升溫至300 450 °C 并恒溫2 6小時(shí)，然后隨爐降溫至室溫，得到預(yù)焙燒產(chǎn)物。
C. 按照有機(jī)碳源材料(蔗糖)占預(yù)焙燒產(chǎn)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.9 21.5 %的比例分別 稱取有機(jī)碳源材料和預(yù)焙燒產(chǎn)物并混合在一起；按照預(yù)焙燒產(chǎn)物總質(zhì)量1 4倍的用量 加入無水乙醇，并以250 400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨8 24小時(shí)得到槳料；將漿料在60 80 。C烘箱中烘干12 24小時(shí)。
D. 將烘干后的產(chǎn)品在氮?dú)鈿夥障拢? 10 °C /分鐘的速率升溫至600 700 °C 并恒溫4 10小時(shí)，然后隨爐降溫至室溫，得到LiFeP04/C復(fù)合材料。
采用美國(guó)PE公司Perkin Elmer Diamond型熱分析一質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)樣品進(jìn)行熱分 析測(cè)試。稱取20.788 g LiH2P04， 15.969 g FeA和3.4 g無機(jī)碳源材料導(dǎo)電炭黑并混 合，加入100mL無水乙醇，以350轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨混合12小時(shí)，然后將球磨后的 產(chǎn)物于65°(:烘箱中烘干12小時(shí)，進(jìn)行熱分析，結(jié)果如圖1和圖2所示。圖1中610 740 T范圍內(nèi)的失重及圖2中該溫度范圍內(nèi)的C02峰對(duì)應(yīng)于導(dǎo)電炭黑還原Fe203的反應(yīng)。 稱取20. 788 g LiH2P04， 15. 969 g FeA和14 g有機(jī)碳源材料蔗糖并混合，加入100 mL 無水乙醇，以350轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨混合12小時(shí)，然后將球磨后的產(chǎn)物于65。C烘箱 中烘干12小時(shí)，進(jìn)行熱分析，結(jié)果如圖3和圖4所示。結(jié)合文獻(xiàn)ElectrochimicaActa 54 (2009) 2861 - 2868的研究結(jié)果，圖3中747 °C以前的失重及圖4中747 °C以前的 C02峰對(duì)應(yīng)于蔗糖的碳化過程，圖3中747 923 °C范圍內(nèi)的失重及圖4中該溫度范圍 內(nèi)的C02峰對(duì)應(yīng)于已碳化的蔗糖還原Fe203的反應(yīng)。由此可知，無機(jī)碳源材料還原Fe203 的溫度低于有機(jī)碳源材料還原FeA的溫度。
采用日本島津6000型X射線衍射儀表征產(chǎn)物晶體結(jié)構(gòu)。測(cè)試結(jié)果(見圖5)表明 采用本發(fā)明方法可制備出橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFeP04，且未出現(xiàn)晶體碳雜質(zhì)衍射峰，說明本 發(fā)明產(chǎn)品中的碳是以無定型形態(tài)存在的，因此不會(huì)由于晶體碳的存在而影響其電化學(xué) 性能。
采用日本日立公司S4700型場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡表征產(chǎn)物的微觀形貌。測(cè)試結(jié)果(見
4圖6)表明采用本發(fā)明方法制備的LiFeP(VC復(fù)合材料具有類球形貌，平均粒徑為1 Mffi。 采用英國(guó)馬爾文公司的Mastersizer 2000激光粒度分析儀對(duì)產(chǎn)品的粒度進(jìn)行分析 表征。測(cè)試結(jié)果(見圖7)表明采用本發(fā)明方法可以制備平均粒徑為1 Mm，且粒徑分 布均一的LiFeP(VC復(fù)合材料。采用不同的投碳方式以及單一無機(jī)碳源材料(見對(duì)比例 l和對(duì)比例2)，所制備樣品的粒徑范圍分布較寬(見圖8和圖9)。
將LiFeP04/C復(fù)合正極材料與市售乙炔黑導(dǎo)電劑和聚偏氟乙烯(PVDF)粘結(jié)劑按 80:10:10的質(zhì)量比混合壓片，于120 °C真空(〈10 Pa)干燥24小時(shí)p以金屬鋰片作為 負(fù)極，采用Celgard 2400隔膜，1 mol/L的LiPF6+EC+DMC (EC/DMC體積比1:1)為電 解液，在德國(guó)M.布勞恩公司Unlab型干燥氬氣手套箱(H20〈1 ppm， O"lppra)中組裝成 實(shí)驗(yàn)電池，采用武漢藍(lán)電CT2001A型電池測(cè)試儀進(jìn)行電化學(xué)性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果如圖 10， 11和12所示。與采用不同的投碳方式以及單一無機(jī)碳源材料(見對(duì)比例1和對(duì)比 例2)制得的LiFeP(VC相比，本發(fā)明方法制備的LiFeP(VC復(fù)合正極材料的電化學(xué)循 環(huán)穩(wěn)定性明顯優(yōu)于對(duì)比例樣品，并表現(xiàn)出了良好的倍率性能。
本發(fā)明的特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明利用兩種碳源材料在反應(yīng)過程中的不同作用， 即無機(jī)碳源材料的還原作用及有機(jī)碳源材料的包覆作用，制備出具有類球形貌且粒徑 分布均一的LiFeP(VC復(fù)合正極材料，并具有優(yōu)良的電化學(xué)性能。本發(fā)明提供的制備方 法具有工藝簡(jiǎn)單，原料成本低等優(yōu)點(diǎn)，適宜規(guī)?；a(chǎn)。


圖1.含無機(jī)碳源材料樣品的熱重曲線。橫坐標(biāo)為溫度，單位為攝氏度(°c);縱
坐標(biāo)為失重率，單位為百分?jǐn)?shù)(w。
圖2.含無機(jī)碳源材料樣品分解產(chǎn)物C02的質(zhì)譜分析曲線。橫坐標(biāo)為溫度，單位為 攝氏度(。C);縱坐標(biāo)為離子強(qiáng)度，單位為絕對(duì)單位(a.u.)。
圖3.含有機(jī)碳源材料樣品的熱重曲線。橫坐標(biāo)為溫度，單位為攝氏度(T);縱 坐標(biāo)為失重率，單位為百分?jǐn)?shù)(%)。
圖4.含有機(jī)碳源材料樣品分解產(chǎn)物C02的質(zhì)譜分析曲線。橫坐標(biāo)為溫度，單位為 攝氏度(X);縱坐標(biāo)為離子強(qiáng)度，單位為絕對(duì)單位(a.u.)。
圖5.實(shí)施例1制備LiFeP(VC復(fù)合材料的XRD譜圖。橫坐標(biāo)為角度29，單位為度 (°);縱坐標(biāo)為衍射強(qiáng)度，單位為絕對(duì)單位(a.u.)。
圖6.實(shí)施例l制備LiFeP04/C復(fù)合材料的掃描電鏡照片。
圖7.實(shí)施例l制備LiFeP04/C復(fù)合材料的粒徑分布曲線。橫坐標(biāo)為粒度，單位為 微米(Wn);縱坐標(biāo)為體積百分?jǐn)?shù)，單位為百分?jǐn)?shù)(%)。
圖8.對(duì)比例1制備LiFeP04/C復(fù)合材料的粒徑分布曲線。橫坐標(biāo)為粒度，單位為 微米(m);縱坐標(biāo)為體積百分?jǐn)?shù)，單位為百分?jǐn)?shù)(%)。
圖9.對(duì)比例2制備LiFeP04/C復(fù)合材料的粒徑分布曲線。橫坐標(biāo)為粒度，單位為 微米(Mm);縱坐標(biāo)為體積百分?jǐn)?shù)，單位為百分?jǐn)?shù)(%)。
圖10.不同投碳方式制備的LiFeP04/C復(fù)合材料的電化學(xué)循環(huán)性能曲線。橫坐標(biāo)為 循環(huán)周期，單位為周；縱坐標(biāo)為放電比容量，單位為毫安時(shí)/克(mAh/g)。曲線a—實(shí) 施例1制備LiFeP04/C復(fù)合材料的電化學(xué)循環(huán)性能曲線；曲線b —對(duì)比例1制備 LiFeP04/C復(fù)合材料的電化學(xué)循環(huán)性能曲線；曲線c一X寸比例2制備LiFeP04/C復(fù)合材 料的電化學(xué)循環(huán)性能曲線。圖11.實(shí)施例1制備LiFeP04/C復(fù)合材料的倍率性能曲線。橫坐標(biāo)為循環(huán)周期，單 位為周；縱坐標(biāo)為放電比容量，單位為毫安時(shí)/克(mAh/g)。
圖12.實(shí)施例1制備LiFeP04/C復(fù)合材料的首次充放電曲線。橫坐標(biāo)質(zhì)量比容量， 單位為毫安時(shí)/克(mAh/g);縱坐標(biāo)為電壓，單位為伏特(V)。 實(shí)施例l
稱取20.788 g Li跳，15.969 g FeA， 2. 4 g導(dǎo)電炭黑并混合，然后將混合物 料加入到100 mL無水乙醇中，以350轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨混合12小時(shí)，將球磨后的產(chǎn) 物于65T烘干12小時(shí)。稱取20g烘干后的樣品，在氮?dú)鈿夥障?，? 7分鐘的速率 升溫至350 °C并恒溫4小時(shí)，然后隨爐降溫至室溫。向預(yù)焙燒產(chǎn)物中加入4. 25 g蔗糖， 加入70 mL無水乙醇作為分散劑，以350轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨12小時(shí)，球磨后的產(chǎn)物 于65。C烘干12小時(shí)。將烘干后的樣品在氮?dú)鈿夥障拢? 7分鐘的速率升溫至650。C 并恒溫6小時(shí)，隨爐降溫至室溫后即得到LiFeP(VC復(fù)合正極材料。
該復(fù)合正極材料的XRD測(cè)試結(jié)果如圖5所示，產(chǎn)物為橄欖石結(jié)構(gòu)的LiFeP04。 XRD 圖中在26.3°左右未出現(xiàn)晶體碳雜質(zhì)衍射峰，說明該產(chǎn)品中的碳是以無定型形態(tài)存在 的，不會(huì)由于晶體碳的存在而影響其電化學(xué)性能。
該樣品的掃描電鏡照片如圖6所示，產(chǎn)品為類球狀顆粒，粒徑為lpm左右。激光 粒度分析結(jié)果如圖7所示，產(chǎn)品平均粒徑為l Mffl，且粒徑分布均一。
該樣品的電化學(xué)循環(huán)性能如圖10中的曲線a所示。該樣品具有高放電比容量和良 好的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性。
圖ll為實(shí)施例l樣品在O.l C， 1C， 2C， 3C， 5 C倍率下的電化學(xué)循環(huán)性能曲 線。0.1C倍率下平均放電比容量為168 mAh/g， 1C倍率下平均放電比容量為146 mAh/g， 2C倍率下平均放電比容量為134 mAh/g， 3C倍率下平均放電比容量為124 mAh/g， 5C 倍率下平均放電比容量為92 mAh/g。
圖12為實(shí)施例l樣品的首次充放電曲線，該材料具有平穩(wěn)的3.4V充放電平臺(tái)。 實(shí)施例2
稱取20.788 g LiH2P04， 15.969 g Fe203， 2.4 g導(dǎo)電炭黑并混合，然后將混合物 料加入到100 mL無水乙醇中，以400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨混合24時(shí)，將球磨后的產(chǎn)物 于70 T烘干24小時(shí)。稱取20 g烘干后的樣品，在氮?dú)鈿夥障?，以IO 7分鐘的速率 升溫至450 T并恒溫6小時(shí)，然后隨爐降溫至室溫。向預(yù)焙燒產(chǎn)物中加入4. 25 g蔗糖， 加入70 mL無水乙醇作為分散劑，以400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨24小時(shí)，球磨后的產(chǎn)物 于70 °C烘干24小時(shí)。將烘干后的樣品在氮?dú)鈿夥障?，?0 V分鐘的速率升溫至600 °C并恒溫10小時(shí)，隨爐降溫至室溫后即得到LiFeP04/C復(fù)合正極材料。
該樣品的首次充電比容量為144. 22 mAh/g，放電比容量為130. 86 mAh/g，不可逆 比容量為13.36 mAh/g。首次充放電效率為90. 8%。且放電比容量成逐漸上升的趨勢(shì)， 最高達(dá)141.5 mAh/g。循環(huán)52周后，放電比容量為141 mAh/g，容量保持率為99. 6%。 實(shí)施例3
稱取20.788 g LiH2P04， 15.969 g Fe203， 2. 4 g導(dǎo)電炭黑并混合，然后將混合物 料加入到100mL無水乙醇中，以350轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨混合12小時(shí)，將球磨后的產(chǎn) 物于80X烘干20小時(shí)。稱取20g烘干后的樣品，在氮?dú)鈿夥障?，? 7分鐘的速率 升溫至350 。C并恒溫4小時(shí)，然后隨爐降溫至室溫。向預(yù)焙燒產(chǎn)物中加入4.25g蔗糖，加入70 mL無水乙醇作為分散劑，以350轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨12小時(shí)，球磨后的產(chǎn)物 于80。C烘干20小時(shí)。將烘干后的樣品在氮?dú)鈿夥障?，? 7分鐘的速率升溫至70(TC 并恒溫6小時(shí)，隨爐降溫至室溫后即得到LiFeP04/C復(fù)合正極材料。
該樣品首次充電比容量為150.78 mAh/g，放電比容量為132. 67 mAh/g，不可逆比 容量為18. 11 mAh/g。首次充放電效率為88%。且放電比容量成逐漸上升的趨勢(shì)，最高 達(dá)143. 76 mAh/g。循環(huán)52周后，放電比容量為142. 63 mAh/g，容量保持率為99. 21%。 實(shí)施例4
稱取20.788 g LiH2P04， 15.969 g Fe203， 2. 4 g導(dǎo)電炭黑并混合，然后將混合物 料加入到50mL無水乙醇中，以250轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨混合8小時(shí)，將球磨后的產(chǎn)物 于60X烘干12小時(shí)。稱取20g烘干后的樣品，在氮?dú)鈿夥障?，? 7分鐘的速率升 溫至30(TC并恒溫4小時(shí)，然后隨爐降溫至室溫。向預(yù)焙燒產(chǎn)物中加入3.328 g蔗糖， 加入25mL無水乙醇作為分散劑，以250轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨8小時(shí)，球磨后的產(chǎn)物于 60 °C烘干12小時(shí)。將烘干后的樣品在氮?dú)鈿夥障?，? °/分鐘的速率升溫至650 °C 并恒溫4小時(shí)，隨爐降溫至室溫后即得到LiFePO/C復(fù)合正極材料。
該樣品首次充電比容量為146.63 mAh/g，放電比容量為132.71 mAh/g，不可逆比 容量為13. 92 mAh/g。首次充放電效率為90.5%。且放電比容量成逐漸上升的趨勢(shì)，最 高達(dá)146 mAh/g。循環(huán)52周后，放電比容量為145. 5 mAh/g，容量保持率為99. 6%。 對(duì)比例1
稱取20.788 g LiH2P04， 15.969 g Fe203， 2. 4 g導(dǎo)電炭黑和8.32 g蔗糖并混合， 然后將混合物加入到100mL無水乙醇中，以350轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨混合12小時(shí)，將 球磨后的產(chǎn)物于65 "C烘箱中烘干12小時(shí)。稱取20 g烘干后的樣品，在氮?dú)鈿夥障拢?以5 7分鐘的速率升溫至350 T并恒溫4小時(shí)，然后以同樣的速率升溫至650 °C并恒 溫6小時(shí)，隨爐降溫至室溫后即得到了 LiFeP(VC復(fù)合正極材料。
該樣品的激光粒度分析結(jié)果如圖8所示，電化學(xué)循環(huán)性能如圖10中的曲線b所示。 對(duì)比例2
稱取20.788 g LiH2P04， 15.969 g Fe203， 3.4 g導(dǎo)電炭黑并混合，然后將混合物 加入到100mL無水乙醇中，以350轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨混合12小時(shí)，將球磨后的產(chǎn)物 于65"C烘箱中烘干12小時(shí)。稱取20g烘干后的樣品，在氮?dú)鈿夥障?，? 7分鐘的 速率升溫至350 °C并恒溫4小時(shí)，然后以同樣的速率升溫至650 °C并恒溫6小時(shí)，隨 爐降溫至室溫后即得到了 LiFeP04/C復(fù)合正極材料。
該樣品的激光粒度分析結(jié)果如圖9所示，電化學(xué)循環(huán)性能如圖10中的曲線c所示。
權(quán)利要求
1.一種LiFePO4/C復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于將兩種不同碳源材料在反應(yīng)過程的不同階段分別加入，以發(fā)揮兩種碳源材料的不同作用，合成出具有類球形貌，粒徑分布均一且具有良好電化學(xué)性能的LiFePO4/C復(fù)合正極材料，具體工藝步驟如下A.按照Li∶Fe∶C為1∶1∶1的摩爾比例分別稱取LiH2PO4，F(xiàn)e2O3，無機(jī)碳源材料并混合在一起；按照該固體混合物總質(zhì)量1～4倍的用量加入無水乙醇，以250～400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨8～24小時(shí)得到漿料；將漿料在60～80℃烘箱中烘干12～24小時(shí)；B.將烘干后的樣品在氮?dú)鈿夥障?，?～10℃/分鐘的速率升溫至300～450℃并恒溫2～6小時(shí)，然后隨爐降溫至室溫，得到預(yù)焙燒產(chǎn)物；C.按照有機(jī)碳源材料占預(yù)焙燒產(chǎn)物質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3.9～21.5％的比例分別稱取有機(jī)碳源材料和預(yù)焙燒產(chǎn)物并混合在一起；按照預(yù)焙燒產(chǎn)物總質(zhì)量1～4倍的用量加入無水乙醇，并以250～400轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn)速球磨8～24小時(shí)得到漿料；將漿料在60～80℃烘箱中烘干12～24小時(shí)；D.將烘干后的產(chǎn)品在氮?dú)鈿夥障?，?～10℃/分鐘的速率升溫至600～700℃并恒溫4～10小時(shí)，然后隨爐降溫至室溫，得到LiFePO4/C復(fù)合材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述LiFeP04/C復(fù)合正極材料的制備方法，其特征在于 步驟A中所述無機(jī)碳源材料為導(dǎo)電炭黑，粒徑為10 20nm;步驟B中所述有機(jī) 碳源材料為蔗糖。
全文摘要
一種LiFePO₄/C復(fù)合正極材料的制備方法，屬于鋰離子電池正極材料制備技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明利用無機(jī)碳源材料和有機(jī)碳源材料的不同作用，將兩種碳源材料在反應(yīng)過程的不同階段分別加入，合成出具有類球形貌、粒徑分布均一且具有良好電化學(xué)性能的LiFePO₄/C復(fù)合正極材料。本發(fā)明提供的制備方法具有工藝簡(jiǎn)單，原料成本低等優(yōu)點(diǎn)，適宜規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號(hào)H01M4/38GK101577328SQ20091008434
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月21日
發(fā)明者楊文勝, 鶓 魏 申請(qǐng)人:北京化工大學(xué)