一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，即在水合磷酸鐵中加入去離子水配制成磷酸鐵懸浮液，攪拌狀態(tài)下球磨得到前驅(qū)物A；然后將水合氫氧化鋰與蔗糖溶解在去離子水中配成氫氧化鋰/蔗糖溶液并在攪拌狀態(tài)下將其加入到前驅(qū)物A中，攪拌均勻后得到的前驅(qū)物B中加入去離子水并攪拌均勻后于密閉反應(yīng)釜中，于160-220℃下進(jìn)行水熱還原反應(yīng)4-6h，水熱還原反應(yīng)完后所得產(chǎn)物過300目篩、抽濾、水洗，控制出風(fēng)溫度為105℃進(jìn)行噴霧干燥，然后于600-750℃進(jìn)行真空煅燒2-6h即得鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰。該合成方法能夠?qū)⑷齼r(jià)鐵完全還原成二價(jià)鐵，所得磷酸鐵鋰粒徑均勻，形貌統(tǒng)一，電化學(xué)性能一致且穩(wěn)定性好。
【專利說明】一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球能源危機(jī)和環(huán)境污染的加重，據(jù)調(diào)查，目前探明的全球石油儲量僅僅能夠人類再使用大約50年，同時(shí)溫室效應(yīng)的產(chǎn)生，導(dǎo)致南北極冰層的融化使海平面上升，這些都嚴(yán)重影響了人類的生存。為了阻止這種趨勢的加重，加大對新的綠色能源的開發(fā)和應(yīng)用的研究已成迫在眉睫。電能作為一種能量載體，因其具有環(huán)保、高效、可再生等優(yōu)點(diǎn)，成為了目前新能源研究和應(yīng)用的一個(gè)重點(diǎn)。
[0003]基于目前的嚴(yán)重的能源危機(jī)和污染問題，綠色環(huán)保的鋰離子二次電池作為一種具有工作電壓高、比容量大、無記憶效應(yīng)、充放電穩(wěn)定、循環(huán)性能良好等優(yōu)點(diǎn)的電能載體，逐漸進(jìn)入人們的視野，成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)，被研發(fā)用以緩解能源緊張和環(huán)保問題，并被廣泛應(yīng)用于便攜式電子設(shè)備、儲能設(shè)備以及電動車的驅(qū)動中。
[0004]鋰離子電池正極材料目前主要有以下三類:(I)層狀結(jié)構(gòu)材料，如LiCoO2等材料；
(2)尖晶石結(jié)構(gòu)材料，LiMn2O4 ；(3)橄欖石結(jié)構(gòu)材料，LiFePO4。上述鋰離子電池正極材料中，LiCoO2資源有限，價(jià)格昂貴，存在安全隱患，并且對環(huán)境會造成污染；LiNiO2制備困難，熱穩(wěn)定性差，并且在大電流放電時(shí)容量衰減嚴(yán)重；LiMn204理論容量低(148 mAh / g)，循環(huán)性能和熱穩(wěn)定性都比較差；而磷酸鐵鋰(LiFePO4)具有來源廣泛、價(jià)格便宜、熱穩(wěn)定性好、無吸濕性、對環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。獲得人們的廣泛關(guān)注。具有規(guī)則橄欖石型的磷酸鐵鋰，其理論比容量相對較高(170 11^11/^)，能產(chǎn)生3.4 V的電壓，在全充電狀態(tài)下具有良好的熱穩(wěn)定性、較小的吸濕性和優(yōu)良的充放電循環(huán)性能，因而磷酸鐵鋰被認(rèn)為是鋰離子動力電池發(fā)展的理想正極材料。
[0005]目前合成磷酸鐵鋰的方法主要有高溫固相法，碳熱還原法等。
[0006]高溫固相法是目前工業(yè)制備磷酸鐵鋰最常用、最成熟的方法。其典型的制備工藝是以碳酸鋰、草酸亞鐵和磷酸二氫氨為原料，按化學(xué)計(jì)量比混合研磨均勻后在惰性氣氛(氬氣、氮?dú)?的保護(hù)下高溫?zé)Y(jié)制備磷酸鐵鋰。高溫固相法制備磷酸鐵鋰的工藝簡單、易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化；但是其反應(yīng)原料不易混合均勻，產(chǎn)物均一性不好控制，難以控制產(chǎn)物的批次穩(wěn)定性，合成的周期較長，并且反應(yīng)過程中要防止二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵導(dǎo)致生產(chǎn)成本的提高。如中國專利101607702A，介紹了一種采用高溫高壓固相還原法合成磷酸鐵鋰正極材料的方法，該發(fā)明采用將一部分鋰鹽和磷酸鹽溶解在水中于30~90°C進(jìn)行干燥，之后經(jīng)加碳，研磨后在200~450°C恒溫4-15h，再在600~800°C恒溫10_25h。使用該技術(shù)路線的缺點(diǎn)是耗能高，合成的周期較長，同時(shí)預(yù)處理過程中有大量有害氣體產(chǎn)生，對環(huán)保提出較高的要求。
[0007]對上述高溫固相合成技術(shù)的一個(gè)改進(jìn)是使用碳熱還原方法。碳熱還原法合成磷酸鐵鋰的優(yōu)勢在于合成過程中能產(chǎn)生強(qiáng)烈的還原氣氛，可以使用三價(jià)鐵化合物作為鐵源，從而降低合成磷酸鐵鋰的原料成本。典型工藝是以磷酸二氫鋰、磷酸鐵和高分子聚合物為原料，按化學(xué)計(jì)量比混合研磨均勻后在惰性氣氛的保護(hù)下高溫?zé)Y(jié)制備磷酸鐵鋰。然而碳熱還原法反應(yīng)時(shí)間過長，溫度難以控制，反應(yīng)過程受到擴(kuò)散速率的控制，三價(jià)鐵的還原難以完全進(jìn)行。使用穆斯堡譜測量時(shí)，一般總有部分(3-5%)保持為三價(jià)鐵狀態(tài)。因此產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性難以保證，使得該技術(shù)難以適應(yīng)工業(yè)化生產(chǎn)。如中國專利101693532A，該發(fā)明采用水合磷酸鐵在200?600°C溫度下烘焙2-12h脫水，將烘焙物與鐵源、碳源和鋰源混合進(jìn)行球磨，將球磨產(chǎn)物經(jīng)噴霧干燥后在惰性氣體保護(hù)下于700?900°C熱處理6-24h得到磷酸鐵鋰粉末。此法合成周期時(shí)間過長，制備工藝復(fù)雜，并且三價(jià)鐵無法全部還原成二價(jià)鐵，這些因素影響了其產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)成本，工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)受到限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的為了解決上述固相反應(yīng)中存在的環(huán)保問題和碳熱還原工藝中鐵價(jià)態(tài)的精確控制等技術(shù)問題而提出一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法。該鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，即采用水合磷酸鐵作為原料，在水溶液中對其進(jìn)行還原，然后與氫氧化鋰進(jìn)行反應(yīng)，獲得具有完全二價(jià)鐵特征的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰。該合成方法的重要特征是在水溶液中還原水合磷酸鐵，由于還原劑與水合磷酸鐵充分混合，接觸均勻，因而三價(jià)鐵的還原充分，穆斯堡譜測試二價(jià)鐵含量在99%以上，從而表明本發(fā)明的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法所得磷酸鐵鋰產(chǎn)品具有非常好的一致性，并且批次穩(wěn)定性好。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案
一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，具體包括如下步驟:
(1)、在水合磷酸鐵中加入去離子水配制成磷酸鐵懸浮液，攪拌狀態(tài)下，將所得的磷酸鐵懸浮液加入球磨機(jī)中球磨3h，得到前驅(qū)物A ；
(2)、將水合氫氧化鋰與蔗糖溶解在去離子水中配成氫氧化鋰/蔗糖溶液，將配成的氫氧化鋰/蔗糖溶液在攪拌狀態(tài)下加入到步驟(I)所得的前驅(qū)物A中，攪拌均勻后得到前驅(qū)物B ;
(3)、在步驟(2)所得的前驅(qū)物B中加入去離子水并攪拌均勻后放置于密閉反應(yīng)釜中，控制溫度為160-220°C進(jìn)行水熱還原反應(yīng)4-6h,水熱還原反應(yīng)完后所得產(chǎn)物過300目篩、抽濾、水洗，控制出風(fēng)溫度為105°C進(jìn)行噴霧干燥，得到純相的磷酸鐵鋰粉體；
(4)、將步驟(3)所得的純相的磷酸鐵鋰粉體控制溫度為600-750°C進(jìn)行真空煅燒2-6h，即得到直徑在5微米左右的球形鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰；
上述的合成方法，其合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 水合氫氧化鋰42-48份
水合磷酸鐵145-155份
蔗糖38-50份
去離子水730-1000份。
[0010]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰具有規(guī)則的球形顆粒的形貌特征，直徑在5微米左右。該球形顆粒由更為細(xì)小的磷酸鐵鋰納米顆粒構(gòu)成，這些納米顆粒的尺寸在200-300 納米。
[0011]將上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰使用半電池方法組裝成紐扣式2016電池，在0.5C的倍率下對該電池的充放電性能進(jìn)行測試，其平均放電比容量為148-158mAh/g，首次充電比容量為161_169mAh/g，首次放電比容量為150_160mAh/g，首次循環(huán)庫侖效率90.9-97.9%，充電恒流比97.9-98.5%，放電中值電壓3.40-3.48V，3V以上平臺率93.1-98.3%,100次循環(huán)后容量保持率97.6-98.7%。
[0012]本發(fā)明的有益效果
本發(fā)明的一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，與固相合成工藝相比，由于使用水合磷酸鐵和水合氫氧化鋰作為原料在水熱條件下反應(yīng)，合成過程中沒有環(huán)境污染性氣體碳氧化物、氮氧化物的排放，因此，本發(fā)明的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法具有非常好的環(huán)保特性。同時(shí)本發(fā)明的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，由于采用水熱條件下反應(yīng)合成磷酸鐵鋰，因此合成周期短，能耗低，具有成本低的優(yōu)勢，與碳熱還原工藝相比，由于采用溶液中的水熱還原水合磷酸鐵的合成方法，三價(jià)鐵的還原較為充分，合成過程的控制更加容易，產(chǎn)品批次穩(wěn)定，在降低產(chǎn)品成本的同時(shí)獲得了良好的性能。
[0013]綜上所述，本發(fā)明的一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，在保持所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰電化學(xué)性能的一致性與穩(wěn)定性的同時(shí)，還具有三價(jià)鐵的還原較為充分測底、生產(chǎn)成本低和環(huán)保等特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1、實(shí)施例1所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的XRD圖譜；
圖2、實(shí)施例1所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的穆斯堡譜圖；
圖3、實(shí)施例1所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的SEM圖；
圖4、實(shí)施例1所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的電化學(xué)性能圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明，但并不限制本發(fā)明。
[0016]電池的制備與電化學(xué)性能測試方法 1，電池正極片的制備:
將獲得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰、導(dǎo)電碳粉、有機(jī)粘結(jié)劑聚偏氟乙烯(PVDF)按照質(zhì)量比85:3:5混合后得到混合分體，將該混合粉體8克，加入有機(jī)溶劑N-甲基吡咯烷酮(NMP) 10克，充分?jǐn)嚢韬笮纬蓾{料，涂覆與鋁箔表面，烘干后，多次軋制，獲得電池正極片；2，電池組裝與性能測試
使用2016型半電池評估獲得磷酸鐵鋰的電化學(xué)性能。將軋制好的電池極片沖壓成為直徑12毫米的園片，準(zhǔn)確稱量其質(zhì)量后，根據(jù)配方組成計(jì)算出極片中的磷酸鐵鋰質(zhì)量，使用直徑19毫米的隔膜，使用直徑15毫米的金屬鋰片作為負(fù)極，在手套箱中組裝為可測試電池。
[0017]3，電池性能測試
電池的比容量測試使用武漢藍(lán)電公司電池測試儀(Land2000)進(jìn)行。在0.5C條件下進(jìn)行多次循環(huán)測試。
[0018]實(shí)施例1
一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下:
水合氫氧化鋰42份
水合磷酸鐵150份
蔗糖50份
去尚子水730份。
[0019]其合成方法具體包括如下步驟:
(1)、稱取水合磷酸鐵150份，加入200份的去離子水，攪拌形成均勻的磷酸鐵懸浮液，將磷酸鐵懸浮液加入到球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨3h后出料，即得前驅(qū)體A ;
(2)、稱取水合氫氧化鋰42份，蔗糖50份，溶解在250份的去離子水中，得到氫氧化鋰/蔗糖溶液，在攪拌狀態(tài)下將氫氧化鋰/蔗糖溶液加入到步驟(I)所得的前驅(qū)物A中，攪拌均勻后得到前驅(qū)物B ；
(3)、在步驟(2)所得的前驅(qū)物B中加入280份去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝筮M(jìn)行水熱還原反應(yīng)，水熱還原反應(yīng)過程控制溫度為160°C，時(shí)間為6h后所得的反應(yīng)產(chǎn)物依次過篩、抽濾、水洗，控制出風(fēng)溫度為105°C進(jìn)行噴霧干燥后得到純相的磷酸鐵鋰粉體；
(4)、將步驟(3)所得的磷酸鐵鋰粉體置于坩堝中并一起放在真空爐中控制溫度700°C進(jìn)行煅燒4h，即得鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰。
[0020]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰通過X射線衍射儀(XRD，日本理學(xué)Rigaku)進(jìn)行檢測，所得的XRD測試結(jié)果如圖1所示，從圖1中可以看出該圖譜中所有的衍射峰都可以標(biāo)定為磷酸鐵鋰的衍射峰，沒有其他物質(zhì)的峰位出現(xiàn)，表明上述的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法所得的最終物質(zhì)為純相磷酸鐵鋰。
[0021]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰使用穆斯堡譜儀(德國WISSEL)進(jìn)行檢測，所得的測試結(jié)果如圖2所示。從圖2中可以看出該圖譜對應(yīng)于二價(jià)鐵的譜圖，沒有發(fā)現(xiàn)三價(jià)鐵的譜線，表明合成所用的原料磷酸鐵中所有的三價(jià)鐵在水熱還原反應(yīng)過程中完全被還原為二價(jià)鐵° 進(jìn)一步，通過文獻(xiàn)(Sanchez MAE, Synthesis and characterization ofLiFeP04 prepared by sol - gel technique.Solid State 1nics, 2006; 177: 497 -500.)介紹的方法對該譜線進(jìn)行二價(jià)鐵含量精確分析，最終所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰中二價(jià)鐵含量99.35%，也驗(yàn)證了上述結(jié)論的正確性。
[0022]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰，使用掃描電鏡(SEM，日本電子6700F)進(jìn)行形貌檢測，所得的SEM觀察結(jié)果如圖3所示，從圖3中可以看出，所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰具有規(guī)則的圓形顆粒的形貌特征，直徑在5微米左右。該球形顆粒由更為細(xì)小的磷酸鐵鋰納米顆粒構(gòu)成，這些納米顆粒的尺寸在200-300納米。
[0023]將上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰使用半電池方法組裝成紐扣式2016電池在0.5C的倍率下對該電池的充放電性能進(jìn)行測試，前5次充放電結(jié)果如圖4所示，從圖4中可以看出，平均放電比容量為158mAh/g，首次充電比容量為165mAh/g，首次放電比容量為157mAh/g，首次循環(huán)庫侖效率95.2%，充電恒流比98.4%，放電中值電壓3.47V，3V以上平臺率94.3%，100次循環(huán)后容量保持率98.6%。由此表明，本發(fā)明的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰具有良好的電化學(xué)特性，可以在動力電池領(lǐng)域應(yīng)用。
[0024]實(shí)施例2 一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下:
水合氫氧化鋰45份
水合磷酸鐵152份
蔗糖48份
去離子水820份。
[0025]其合成方法具體包括如下步驟:
(1)、稱取水合磷酸鐵152份，加入200份的去離子水，攪拌形成均勻的磷酸鐵懸浮液，將磷酸鐵懸浮液加入到球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨3h后出料，即得前驅(qū)體A ;
(2)、稱取水合氫氧化鋰45份，蔗糖48份，溶解在260份的去離子水中，得到氫氧化鋰/蔗糖溶液，在攪拌狀態(tài)下將氫氧化鋰/蔗糖溶液加入到步驟(I)所得的前驅(qū)物A中，攪拌均勻后得到前驅(qū)物B ；
(3)、在步驟(2)所得的前驅(qū)物B中加入360份去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝筮M(jìn)行水熱還原反應(yīng)，水熱還原反應(yīng)過程控制溫度為160°C，時(shí)間為5h后所得的反應(yīng)產(chǎn)物依次過篩、抽濾、水洗，控制出風(fēng)溫度為105°C進(jìn)行噴霧干燥后得到純相的磷酸鐵鋰粉體；
(4)、將步驟(3)所得的純相的磷酸鐵鋰粉體置于坩堝中并一起放在真空爐中控制溫度680°C進(jìn)行煅燒5h，即得鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰。
[0026]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰通過X射線衍射儀(XRD，日本理學(xué)Rigaku)測試，結(jié)果與附圖1結(jié)果相似，表明實(shí)施例2中獲得最終物質(zhì)為純相磷酸鐵鋰材料。
[0027]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰用穆斯堡譜儀進(jìn)行檢測，譜圖結(jié)果與附圖2相似，表明實(shí)施例2中獲得磷酸鐵鋰中鐵的價(jià)態(tài)全部為二價(jià)鐵。進(jìn)一步，通過文獻(xiàn)(Sanchez MAE, Synthesis and characterization of LiFeP04 prepared by sol - geltechnique.Solid State 1nics, 2006; 177: 497 - 500.)介紹的方法對該譜線進(jìn)行二價(jià)鐵含量精確分析，最終所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰中二價(jià)鐵含量99.18%，也驗(yàn)證了上述結(jié)論的正確性。
[0028]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰使用掃描電鏡(SEM，日本電子6700F)進(jìn)行SEM掃描，結(jié)果與附圖3相似，表明所得磷酸鐵鋰為球形顆粒，該球形顆粒同樣由200-300納米的微細(xì)磷酸鐵鋰顆粒構(gòu)成。
[0029]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰按照實(shí)施例1的方法制成電池極片，在0.5C的倍率下對該電池的充放電性能進(jìn)行了測試，結(jié)果表明，所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的平均放電比容量為151mAh/g，首次充電比容量為162mAh/g，首次放電比容量為153mAh/g。首次循環(huán)庫侖效率94.6%。充電恒流比98.5%，放電中值電壓3.45V，3V以上平臺率94.3%。100次循環(huán)后容量保持率98.3 %。這表明上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰具有良好的電化學(xué)特性，可以在動力電池領(lǐng)域應(yīng)用。
[0030]實(shí)施例3
一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下:
水合氫氧化鋰47份
水合磷酸鐵155份蔗糖45份
去離子水920份。
[0031 ] 其合成方法具體包括如下步驟:
(1)、稱取水合磷酸鐵155份，加入200份的去離子水，攪拌形成均勻的磷酸鐵懸浮液，將磷酸鐵懸浮液加入到球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨3h后出料，得到前驅(qū)體A ;
(2)、稱取水合氫氧化鋰47份，蔗糖45份，溶解在300份的去離子水中，得到氫氧化鋰/蔗糖溶液，在攪拌狀態(tài)下將氫氧化鋰/蔗糖溶液加入到步驟(I)所得的前驅(qū)物A中，攪拌均勻后得到前驅(qū)物B ；
(3)、在步驟(2)所得的前驅(qū)物B中加入420份去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝筮M(jìn)行水熱還原反應(yīng)，水熱還原反應(yīng)過程控制溫度為160°C，時(shí)間為5h后所得的反應(yīng)產(chǎn)物依次過篩、抽濾、水洗，控制出風(fēng)溫度為105°C進(jìn)行噴霧干燥后得到純相的磷酸鐵鋰粉體；
(4)、將步驟(3)所得的純相的磷酸鐵鋰粉體置于坩堝中并一起放在真空爐中控制溫度750°C進(jìn)行煅燒3h，即得鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰。
[0032]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰通過X射線衍射儀(XRD，日本理學(xué)Rigaku)測試，結(jié)果與附圖1結(jié)果相似，表明實(shí)施例3中獲得最終物質(zhì)為純相磷酸鐵鋰材料。
[0033]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰用穆斯堡譜儀進(jìn)行檢測，譜圖結(jié)果與附圖2相似，表明實(shí)施例3中獲得磷酸鐵鋰中鐵的價(jià)態(tài)全部為二價(jià)鐵。進(jìn)一步，通過文獻(xiàn)(Sanchez MAE, Synthesis and characterization of LiFeP04 prepared by sol - geltechnique.Solid State 1nics, 2006; 177: 497 - 500.)介紹的方法對該譜線進(jìn)行二價(jià)鐵含量精確分析，最終所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰中二價(jià)鐵含量99.47%，也驗(yàn)證了上述結(jié)論的正確性。
[0034]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰使用掃描電鏡(SEM，日本電子6700F)進(jìn)行SEM掃描，結(jié)果與附圖3相似，表明所得磷酸鐵鋰為球形顆粒，該球形顆粒同樣由200-300納米的微細(xì)磷酸鐵鋰顆粒構(gòu)成。
[0035]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰按照實(shí)施例1的方法制成電池極片，在0.5C的倍率下對該電池的充放電性能進(jìn)行了測試，結(jié)果表明所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的平均放電比容量為154mAh/g，首次充電比容量為165mAh/g，首次放電比容量為153mAh/g。首次循環(huán)庫侖效率93.6%。充電恒流比98.2%，放電中值電壓3.39V，3V以上平臺率95.1%。100次循環(huán)后容量保持率98.7 %。這表明上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰具有良好的電化學(xué)特性，可以在動力電池領(lǐng)域應(yīng)用。
[0036]實(shí)施例4
一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下:
水合氫氧化鋰42份
水合磷酸鐵150份
蔗糖42份
去尚子水850份。
[0037]其合成方法具體包括如下步驟:
(I)、稱取水合磷酸鐵150份，加入200份的去離子水，攪拌形成均勻的磷酸鐵懸浮液，將磷酸鐵懸浮液加入到球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨3h后出料，得到前驅(qū)體A ;
(2)、稱取水合氫氧化鋰42份，蔗糖42份，溶解在250份的去離子水中，得到氫氧化鋰/蔗糖溶液，在攪拌狀態(tài)下將氫氧化鋰/蔗糖溶液加入到步驟(I)所得的前驅(qū)物A中，攪拌均勻后得到前驅(qū)物B ；
(3)、在步驟(2)所得的前驅(qū)物B中加入300份去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝筮M(jìn)行水熱還原反應(yīng)，水熱還原反應(yīng)過程控制溫度為180°C，時(shí)間為5h后所得的反應(yīng)產(chǎn)物依次過篩、抽濾、水洗，控制出風(fēng)溫度為105°C進(jìn)行噴霧干燥后得到純相的磷酸鐵鋰粉體；
(4)、將步驟(3)所得的純相的磷酸鐵鋰粉體置于坩堝中并一起放在真空爐中控制溫度680°C進(jìn)行煅燒6h，即得鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰。
[0038]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰通過X射線衍射儀(XRD，日本理學(xué)Rigaku)測試，結(jié)果與附圖1結(jié)果相似，表明實(shí)施例4中獲得最終物質(zhì)為純相磷酸鐵鋰材料。
[0039]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰用穆斯堡譜儀進(jìn)行檢測，譜圖結(jié)果與附圖2相似，表明實(shí)施例4中獲得磷酸鐵鋰中鐵的價(jià)態(tài)全部為二價(jià)鐵。進(jìn)一步，通過文獻(xiàn)(Sanchez MAE, Synthesis and characterization of LiFeP04 prepared by sol - geltechnique.Solid State 1nics, 2006; 177: 497 - 500.)介紹的方法對該譜線進(jìn)行二價(jià)鐵含量精確分析，最終所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰中二價(jià)鐵含量99.26%，也驗(yàn)證了上述結(jié)論的正確性。
[0040]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰使用掃描電鏡(SEM，日本電子6700F)進(jìn)行SEM掃描，結(jié)果與附圖3相似，表明所得磷酸鐵鋰為球形顆粒，該球形顆粒同樣由200-300納米的微細(xì)磷酸鐵鋰顆粒構(gòu)成。
[0041]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰按照實(shí)施例1的方法制成電池極片，在0.5C的倍率下對該電池的充放電性能進(jìn)行了測試，結(jié)果表明所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的平均放電比容量為148mAh/g，首次充電比容量為161mAh/g，首次放電比容量為154mAh/g。首次循環(huán)庫侖效率95.7%。充電恒流比98.2%，放電中值電壓3.47V，3V以上平臺率93.1%。100次循環(huán)后容量保持率98.4%。這表明上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰具有良好的電化學(xué)特性，可以在動力電池領(lǐng)域應(yīng)用。
[0042]實(shí)施例5
一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下:
水合氫氧化鋰45份
水合磷酸鐵152份
蔗糖40份
去離子水860份。
[0043]其合成方法具體包括如下步驟:
(1)、稱取水合磷酸鐵152份，加入200份的去離子水，攪拌形成均勻的磷酸鐵懸浮液，將磷酸鐵懸浮液加入到球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨3h后出料，得到前驅(qū)體A ;
(2)、稱取水合氫氧化鋰45份，蔗糖40份，溶解在260份的去離子水中，得到氫氧化鋰/蔗糖溶液，在攪拌狀態(tài)下將氫氧化鋰/蔗糖溶液加入到步驟(I)所得的前驅(qū)物A中，攪拌均勻后得到前驅(qū)物B ； (3)、在步驟(2)所得的前驅(qū)物B中加入400份去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝筮M(jìn)行水熱還原反應(yīng)，水熱還原反應(yīng)過程控制溫度為180°C，時(shí)間為5h后所得的反應(yīng)產(chǎn)物依次過篩、抽濾、水洗，控制出風(fēng)溫度為105°C進(jìn)行噴霧干燥后得到純相的磷酸鐵鋰粉體
(4)、將步驟(3)所得的純相的磷酸鐵鋰粉體置于坩堝中并一起放在真空爐中控制溫度750°C進(jìn)行煅燒4h，即得鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰。
[0044]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰通過X射線衍射儀(XRD，日本理學(xué)Rigaku)測試，結(jié)果與附圖1結(jié)果相似，表明實(shí)施例5中獲得最終物質(zhì)為純相磷酸鐵鋰材料。
[0045]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰用穆斯堡譜儀進(jìn)行檢測，譜圖結(jié)果與附圖2相似，表明實(shí)施例5中獲得磷酸鐵鋰中鐵的價(jià)態(tài)全部為二價(jià)鐵。進(jìn)一步，通過文獻(xiàn)(Sanchez MAE, Synthesis and characterization of LiFeP04 prepared by sol - geltechnique.Solid State 1nics, 2006; 177: 497 - 500.)介紹的方法對該譜線進(jìn)行二價(jià)鐵含量精確分析，最終所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰中二價(jià)鐵含量99.39%，也驗(yàn)證了上述結(jié)論的正確性。
[0046]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰使用掃描電鏡(SEM，日本電子6700F)進(jìn)行SEM掃描，結(jié)果與附圖3相似，表明所得磷酸鐵鋰為球形顆粒，該球形顆粒同樣由200-300納米的微細(xì)磷酸鐵鋰顆粒構(gòu)成。
[0047]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰按照實(shí)施例1的方法制成電池極片，在0.5C的倍率下對該電池的充放電性能進(jìn)行了測試，結(jié)果表明所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的平均放電比容量為156mAh/g，首次充電比容量為168mAh/g，首次放電比容量為157mAh/g。首次循環(huán)庫侖效率94.5%。充電恒流比97.9%，放電中值電壓3.45V，3V以上平臺率93.8%。100次循環(huán)后容量保持率98.4%。這表明上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰具有良好的電化學(xué)特性，可以在動力電池領(lǐng)域應(yīng)用。
[0048]實(shí)施例6
一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下:
水合氫氧化鋰47份
水合磷酸鐵155份
蔗糖38份
去尚子水950份。
[0049]其合成方法具體包括如下步驟:
(1)、稱取水合磷酸鐵155份，加入200份的去離子水，攪拌形成均勻的磷酸鐵懸浮液，將磷酸鐵懸浮液加入到球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨3h后出料，得到前驅(qū)體A ;
(2)、稱取水合氫氧化鋰47份，蔗糖38份，溶解在300份的去離子水中，得到氫氧化鋰/蔗糖溶液，在攪拌狀態(tài)下將氫氧化鋰/蔗糖溶液加入到步驟(I)所得的前驅(qū)物A中，攪拌均勻后得到前驅(qū)物B ；
(3)、在步驟(2)所得的前驅(qū)物B中加入450份去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝筮M(jìn)行水熱還原反應(yīng)，水熱還原反應(yīng)過程控制溫度為180°C，時(shí)間為5h后所得的反應(yīng)產(chǎn)物依次過篩、抽濾、水洗，控制出風(fēng)溫度為105°C進(jìn)行噴霧干燥后得到純相的磷酸鐵鋰粉體；
(4)、將步驟(3)所得的純相的磷酸鐵鋰粉體置于坩堝中并一起放在真空爐中控制溫度650°C進(jìn)行煅燒4h，即得鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰。
[0050]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰通過X射線衍射儀(XRD，日本理學(xué)Rigaku)測試，結(jié)果與附圖1結(jié)果相似，表明實(shí)施例6中獲得最終物質(zhì)為純相磷酸鐵鋰材料。
[0051]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰用穆斯堡譜儀進(jìn)行檢測，譜圖結(jié)果與附圖2相似，表明實(shí)施例6中獲得磷酸鐵鋰中鐵的價(jià)態(tài)全部為二價(jià)鐵。進(jìn)一步，通過文獻(xiàn)(Sanchez MAE, Synthesis and characterization of LiFeP04 prepared by sol - geltechnique.Solid State 1nics, 2006; 177: 497 - 500.)介紹的方法對該譜線進(jìn)行二價(jià)鐵含量精確分析，最終所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰中二價(jià)鐵含量99.17%，也驗(yàn)證了上述結(jié)論的正確性。
[0052]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰使用掃描電鏡(SEM，日本電子6700F)進(jìn)行SEM掃描，結(jié)果與附圖3相似，表明所得磷酸鐵鋰為球形顆粒，該球形顆粒同樣由200-300納米的微細(xì)磷酸鐵鋰顆粒構(gòu)成。
[0053]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰按照實(shí)施例1的方法制成電池極片，在0.5C的倍率下對該電池的充放電性能進(jìn)行了測試，結(jié)果表明所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的平均放電比容量為149mAh/g，首次充電比容量為165mAh/g，首次放電比容量為150mAh/g。首次循環(huán)庫侖效率90.9%。充電恒流比98.4%，放電中值電壓3.37V，3V以上平臺率94.2%。100次循環(huán)后容量保持率98.4%。這表明上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰具有良好的電化學(xué)特性，可以在動力電池領(lǐng)域應(yīng)用。
[0054]實(shí)施例7
一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下:
水合氫氧化鋰45份
水合磷酸鐵148份
蔗糖48份
去離子水920份。
[0055]其合成方法具體包括如下步驟:
(1)、稱取水合磷酸鐵148份，加入200份的去離子水，攪拌形成均勻的磷酸鐵懸浮液，將磷酸鐵懸浮液加入到球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨3h后出料，得到前驅(qū)體A ;
(2)、稱取水合氫氧化鋰45份，蔗糖48份，溶解在270份的去離子水中，得到氫氧化鋰/蔗糖溶液，在攪拌狀態(tài)下將氫氧化鋰/蔗糖溶液加入到步驟(I)所得的前驅(qū)物A中，攪拌均勻后得到前驅(qū)物B ；
(3)、在步驟(2)所得的前驅(qū)物B中加入450份去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝筮M(jìn)行水熱反應(yīng)，水熱還原反應(yīng)過程控制溫度為180°C，時(shí)間為5h后所得的反應(yīng)產(chǎn)物依次過篩、抽濾、水洗，控制出風(fēng)溫度為105°C進(jìn)行噴霧干燥后得到純相的磷酸鐵鋰粉體；
(4)、將步驟(3)所得的純相的磷酸鐵鋰粉體置于坩堝中并一起放在真空爐中控制溫度680°C進(jìn)行煅燒5h，即得鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰。
[0056]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰通過X射線衍射儀(XRD，日本理學(xué)Rigaku)測試，結(jié)果與附圖1結(jié)果相似，表明實(shí)施例7中獲得最終物質(zhì)為純相磷酸鐵鋰材料。
[0057]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰用穆斯堡譜儀進(jìn)行檢測，譜圖結(jié)果與附圖2相似，表明實(shí)施例7中獲得磷酸鐵鋰中鐵的價(jià)態(tài)全部為二價(jià)鐵。進(jìn)一步，通過文獻(xiàn)(Sanchez MAE, Synthesis and characterization of LiFeP04 prepared by sol - geltechnique.Solid State 1nics, 2006; 177: 497 - 500.)介紹的方法對該譜線進(jìn)行二價(jià)鐵含量精確分析，最終所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰中二價(jià)鐵含量99.28%，也驗(yàn)證了上述結(jié)論的正確性。
[0058]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰使用掃描電鏡(SEM，日本電子6700F)進(jìn)行SEM掃描，結(jié)果與附圖3相似，表明所得磷酸鐵鋰為球形顆粒，該球形顆粒同樣由200-300納米的微細(xì)磷酸鐵鋰顆粒構(gòu)成。
[0059]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰按照實(shí)施例1的方法制成電池極片，在0.5C的倍率下對該電池的充放電性能進(jìn)行了測試，結(jié)果表明所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的平均放電比容量為156mAh/g，首次充電比容量為169mAh/g，首次放電比容量為158mAh/g。首次循環(huán)庫侖效率93.5%。充電恒流比97.9%，放電中值電壓3.45V，3V以上平臺率94.1%。100次循環(huán)后容量保持率97.6 %。這表明上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰具有良好的電化學(xué)特性，可以在動力電池領(lǐng)域應(yīng)用。
[0060]實(shí)施例8
一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下:
水合氫氧化鋰48份
水合磷酸鐵150份
蔗糖38份
去離子水1000份。
[0061 ] 其合成方法具體包括如下步驟:
(1)、稱取水合磷酸鐵150份，加入200份的去離子水，攪拌形成均勻的磷酸鐵懸浮液，將磷酸鐵懸浮液加入到球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨3h后出料，得到前驅(qū)體A ;
(2)、稱取水合氫氧化鋰48份，蔗糖35份，溶解在300份的去離子水中，得到氫氧化鋰/蔗糖溶液，在攪拌狀態(tài)下將氫氧化鋰/蔗糖溶液加入到步驟(I)所得的前驅(qū)物A中，攪拌均勻后得到前驅(qū)物B ；
(3)、在步驟(2)所得的前驅(qū)物B中加入500份去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝筮M(jìn)行水熱還原反應(yīng)，水熱還原反應(yīng)過程控制溫度為220°C，時(shí)間為4h后所得的反應(yīng)產(chǎn)物依次過篩、抽濾、水洗，控制出風(fēng)溫度為105°C進(jìn)行噴霧干燥后得到純相的磷酸鐵鋰粉體；
(4)、將步驟(3)所得的純相的磷酸鐵鋰粉體置于坩堝中并一起放在真空爐中控制溫度750°C進(jìn)行煅燒2h，即得鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰。
[0062]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰通過X射線衍射儀(XRD，日本理學(xué)Rigaku)測試，結(jié)果與附圖1結(jié)果相似，表明實(shí)施例8中獲得最終物質(zhì)為純相磷酸鐵鋰材料。
[0063]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰用穆斯堡譜儀進(jìn)行檢測，譜圖結(jié)果與附圖2相似，表明實(shí)施例8中獲得磷酸鐵鋰中鐵的價(jià)態(tài)全部為二價(jià)鐵。進(jìn)一步，通過文獻(xiàn)(Sanchez MAE, Synthesis and characterization of LiFeP04 prepared by sol - geltechnique.Solid State 1nics, 2006; 177: 497 - 500.)介紹的方法對該譜線進(jìn)行二價(jià)鐵含量精確分析，最終所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰中二價(jià)鐵含量99.16%，也驗(yàn)證了上述結(jié)論的正確性。
[0064]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰使用掃描電鏡(SEM，日本電子6700F)進(jìn)行SEM掃描，結(jié)果與附圖3相似，表明所得磷酸鐵鋰為球形顆粒，該球形顆粒同樣由200-300納米的微細(xì)磷酸鐵鋰顆粒構(gòu)成。
[0065]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰按照實(shí)施例1的方法制成電池極片，在
0.5C的倍率下對該電池的充放電性能進(jìn)行了測試，結(jié)果表明所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的平均放電比容量為155mAh/g，首次充電比容量為162mAh/g，首次放電比容量為157mAh/g。首次循環(huán)庫侖效率97.9%。充電恒流比98.2%，放電中值電壓3.48V，3V以上平臺率93.7%。100次循環(huán)后容量保持率98.5 %。這表明上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰具有良好的電化學(xué)特性，可以在動力電池領(lǐng)域應(yīng)用。
[0066]實(shí)施例9
一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下:
水合氫氧化鋰43份
水合磷酸鐵145份
蔗糖40份
去尚子水970份。
[0067]其合成方法具體包括如下步驟:
(1)、稱取水合磷酸鐵145份，加入190份的去離子水，攪拌形成均勻的磷酸鐵懸浮液，將磷酸鐵懸浮液加入到球磨機(jī)中進(jìn)行球磨，球磨3h后出料，即得前驅(qū)體A ;
(2)、稱取水合氫氧化鋰43份，蔗糖40份，溶解在300份的去離子水中，得到氫氧化鋰/蔗糖溶液，在攪拌狀態(tài)下將氫氧化鋰/蔗糖溶液加入到步驟(I)所得的前驅(qū)物A中，攪拌均勻后得到前驅(qū)物B ；
(3)、在步驟(2)所得的前驅(qū)物B中加入480份去離子水?dāng)嚢杈鶆蚝筮M(jìn)行水熱還原反應(yīng)，水熱還原反應(yīng)過程控制溫度為200°C，時(shí)間為4h后所得的反應(yīng)產(chǎn)物依次過篩、抽濾、水洗，控制出風(fēng)溫度為105°C進(jìn)行噴霧干燥后得到純相的磷酸鐵鋰粉體；
(4)、將步驟(3)所得的純相的磷酸鐵鋰粉體置于坩堝中并放在真空爐中控制溫度750°C進(jìn)行煅燒2h，即得鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰。
[0068]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰通過X射線衍射儀(XRD，日本理學(xué)Rigaku)測試，結(jié)果與附圖1結(jié)果相似，表明實(shí)施例9中獲得最終物質(zhì)為純相磷酸鐵鋰材料。
[0069]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰用穆斯堡譜儀進(jìn)行檢測，譜圖結(jié)果與附圖2相似，表明實(shí)施例9中獲得磷酸鐵鋰中鐵的價(jià)態(tài)全部為二價(jià)鐵。進(jìn)一步，通過文獻(xiàn)(Sanchez MAE, Synthesis and characterization of LiFeP04 prepared by sol - geltechnique.Solid State 1nics, 2006; 177: 497 - 500.)介紹的方法對該譜線進(jìn)行二價(jià)鐵含量精確分析，最終所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰中二價(jià)鐵含量99.31%，也驗(yàn)證了上述結(jié)論的正確性。
[0070]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰使用掃描電鏡(SEM，日本電子6700F)進(jìn)行SEM掃描，結(jié)果與附圖3相似，表明所得磷酸鐵鋰為球形顆粒，該球形顆粒同樣由200-300納米的微細(xì)磷酸鐵鋰顆粒構(gòu)成。[0071]上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰按照實(shí)施例1的方法制成電池極片，在
0.5C的倍率下對該電池的充放電性能進(jìn)行了測試，結(jié)果表明所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的平均放電比容量為157mAh/g，首次充電比容量為168mAh/g，首次放電比容量為160mAh/g，首次循環(huán)庫侖效率95.2%，充電恒流比98.2%，放電中值電壓3.40V，3V以上平臺率94.1 %，100次循環(huán)后容量保持率98.4%，這表明上述所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰具有良好的電化學(xué)特性，可以在動力電池領(lǐng)域應(yīng)用。
[0072]綜上所述，本發(fā)明的一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，使用水合磷酸鐵和水合氫氧化鋰作為原料，通過球磨、水熱還原反應(yīng)、噴霧干燥和真空煅燒等步驟得到純相磷酸鐵鋰正極材料。該合成方法過程操作簡單，成本低廉，同時(shí)經(jīng)水熱還原反應(yīng)后三價(jià)鐵能夠完全轉(zhuǎn)化為二價(jià)鐵，因此本發(fā)明的一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的水熱還原合成方法具有成本優(yōu)勢和環(huán)保特征。通過本發(fā)明合成方法所得的鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰粒徑均勻，形貌統(tǒng)一，并且電化學(xué)性能測試結(jié)果表明，該鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰具有優(yōu)良的電化學(xué)性能。
[0073]上述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，其特征在于具體包括如下步驟: (1)、在水合磷酸鐵中加入去離子水配制成磷酸鐵懸浮液，攪拌狀態(tài)下，將所得磷酸鐵懸浮液加入球磨機(jī)中球磨3h，得到前驅(qū)物A ； (2)、將水合氫氧化鋰與蔗糖溶解在去離子水中配成氫氧化鋰/蔗糖溶液，將配成的氫氧化鋰/蔗糖溶液在攪拌狀態(tài)下加入到步驟(I)所得的前驅(qū)物A中，攪拌均勻后得到前驅(qū)物B ; (3)、在步驟(2)所得的前驅(qū)物B中加入去離子水并攪拌均勻后放置于密閉反應(yīng)釜中，控制溫度為160-220°C進(jìn)行水熱還原反應(yīng)4-6h,水熱還原反應(yīng)完后所得產(chǎn)物過300目篩、抽濾、水洗，控制出風(fēng)溫度為105°C進(jìn)行噴霧干燥，得到純相的磷酸鐵鋰粉體； (4)、將步驟(3)所得的純相的磷酸鐵鋰粉體控制溫度為600-750°C進(jìn)行真空煅燒2-6h，即得鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰； 上述合成過程中所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 水合氫氧化鋰42-48份 水合磷酸鐵145-155份
蔗糖38-50份 去離子水730-1000份。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，其特征在于所述的步驟(3)中的水熱還原反應(yīng)，即控制溫度為160°C，時(shí)間為6h，步驟(4)中控制溫度為700°C進(jìn)行真空煅燒4h ； 合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 水合氫氧化鋰42份 水合磷酸鐵150份蔗糖50份 去尚子水730份。
3.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，其特征在于步驟(3)中所述的水熱還原反應(yīng)，即控制溫度為160°C，時(shí)間為5h，步驟(4)中控制溫度為680°C進(jìn)行真空煅燒5h ； 合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 水合氫氧化鋰45份 水合磷酸鐵152份蔗糖48份 去離子水820份。
4.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，其特征在于步驟(3)中所述的水熱還原反應(yīng)，即控制溫度為160°C，時(shí)間為6h，步驟(4)中控制溫度為750°C進(jìn)行真空煅燒3h ； 合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 水合氫氧化鋰47份 水合磷酸鐵155份蔗糖45份去離子水920份。
5.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，其特征在于步驟(3)中所述的水熱還原反應(yīng)，即控制溫度為180°C，時(shí)間為5h，步驟(4)中控制溫度為680°C進(jìn)行真空煅燒6h ； 合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 水合氫氧化鋰42份 水合磷酸鐵150份蔗糖42份 去尚子水850份。
6.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，其特征在于步驟(3)中所述的水熱還原反應(yīng)，即控制溫度為180°C，時(shí)間為5h，步驟(4)中控制溫度為750°C進(jìn)行真空煅燒4h ； 合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 水合氫氧化鋰45份 水合磷酸鐵152份蔗糖 40份 去離子水860份。
7.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，其特征在于步驟(3)中所述的水熱還原反應(yīng)，即控制溫度為180°C，時(shí)間為5h，步驟(4)中控制溫度為650°C進(jìn)行真空煅燒4h ； 合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 水合氫氧化鋰47份 水合磷酸鐵155份蔗糖38份 去尚子水950份。
8.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，其特征在于步驟(3)中所述的水還原熱反應(yīng)，即控制溫度為180°C，時(shí)間為5h，步驟(4)中控制溫度為680°C進(jìn)行真空煅燒5h ； 合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 水合氫氧化鋰45份 水合磷酸鐵148份蔗糖48份 去離子水920份。
9.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，其特征在于步驟(3)中所述的水熱還原反應(yīng)，即控制溫度為220°C，時(shí)間為4h，步驟(4)中控制溫度為750°C進(jìn)行真空煅燒2h ； 合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 水合氫氧化鋰48份 水合磷酸鐵150份蔗糖38份 去離子水1000份。
10.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰的合成方法，其特征在于步驟(3)中所述的水熱還原反應(yīng)，即控制溫度為200°C，時(shí)間為4h，步驟(4)中控制溫度為750°C進(jìn)行真空煅燒2h ； 合成過程所用的原料，按質(zhì)量份數(shù)計(jì)算，其組成及含量如下: 水合氫氧化鋰43份 水合磷酸鐵145份蔗糖40份 去尚子水970 份。
【文檔編號】H01M4/58GK103474657SQ201310308258
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年7月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月22日
【發(fā)明者】常程康, 王永強(qiáng), 鄧玲, 史運(yùn)偉, 羅紫瑤, 湯越, 呂靖 申請人:上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院