專利名稱：：球形磷酸鐵鋰的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種磷酸鐵鋰的制備方法，具體地說涉及一種球形磷酸鐵鋰的制備方法；屬于鋰電池正極材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：鋰電池產(chǎn)品具有循環(huán)性能好、能量密度高、工作范圍溫度寬等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通訊、筆記本電腦、電子儀表、等便攜式電子產(chǎn)品，并且被逐步開發(fā)為電動(dòng)車、混合動(dòng)力汽車的車用蓄電池。這同時(shí)也推動(dòng)了鋰電池向高性能、低成本、綠的環(huán)保安全的方向發(fā)展。鋰離子電池性能的提升和應(yīng)用范圍的拓寬在很大程度上取決于正極材料的改善。按正極材料不同分為磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、錳酸鋰等電池。其中具有橄欖石結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰，非常適合作為鋰電池的正極材料。作為正極材料的磷酸鋰鐵(LiFeP04)中鋰為正一價(jià)；中心金屬鐵為正二價(jià)；磷酸根為負(fù)三價(jià)，由于結(jié)構(gòu)中的磷酸基對(duì)整個(gè)材料的框架具有穩(wěn)定的作用，使得材料本身具有良好的熱穩(wěn)定性和循環(huán)性能。LiFeP04具有一維方向的可移動(dòng)性，在充放電過程中可以可逆的脫出和遷入并伴隨著中心金屬鐵的氧化與還原。而LiFePCk的理論電容量為170mAh/g，并且擁有平穩(wěn)的電壓平臺(tái)3.45V。在LiFeP04中鋰離子的擴(kuò)散系數(shù)高，并且LiFeP04經(jīng)過多次充放電，橄欖石結(jié)構(gòu)依然穩(wěn)定，鐵原子依然處于八面體位置，可以做為循環(huán)性能優(yōu)良的正極材料。磷酸鐵鋰的制備方法主要有高溫固相法、液相共沉淀法、溶膠-凝膠法、碳還原法、水熱法等。固相法是將二價(jià)的草酸鹽或一酸鹽于磷酸氫氨和鋰鹽混合，然后在惰性氣氛氬氣或氮?dú)獗Ｗo(hù)下經(jīng)過高溫煅燒獲得產(chǎn)品。由于起始原料無規(guī)則形狀，晶體尺寸較大，力度分布范圍寬，導(dǎo)致它的高倍率放電性能差，而且煅燒過程中產(chǎn)生的氨氣、水和二氧化碳等混合氣氛會(huì)使產(chǎn)品疏松，以致降低其振實(shí)密度。液相法工藝比較復(fù)雜，F(xiàn)e2+容易氧化成Fe3+。溶膠-凝膠法在產(chǎn)品干燥時(shí)收縮性大、合成周期較長(zhǎng)、工業(yè)化難度較大，此外金屬醇鹽價(jià)格昂貴，且醇鹽溶劑通常有毒。碳還原法一般采用三氧化二鐵或四氧化三鐵為鐵源，在高溫和氬氣或氮?dú)獗Ｗo(hù)下，碳將三價(jià)鐵還原成二價(jià)鐵。由于鐵的氧化物和磷酸二氫鋰及碳為原料合成磷酸鐵鋰時(shí)，溫度不易控制。溫度太低，碳不能還原三價(jià)氧化鐵成為亞鐵，溫度太高，則碳可能將三價(jià)鐵還原成單質(zhì)鐵。水熱法只限于少量的粉末制備，如果擴(kuò)大其制備量，受到很多限制，特別是大型的耐高溫反應(yīng)器的設(shè)計(jì)難度很大，造價(jià)也高。而且用上述方法制成的磷酸鐵鋰有以下兩個(gè)缺點(diǎn)(1)振實(shí)密度低；(2)導(dǎo)電率低等弱點(diǎn)。導(dǎo)電率低可以通過添加導(dǎo)電劑來改善；而振實(shí)密度低則可以通過改變磷酸鐵鋰的外形和粒度大小來改善。球形或類球形的磷酸鐵鋰能大幅度提高其振實(shí)密度，提高電容量。而且，球形磷酸鐵鋰在不同倍率下放電的循環(huán)穩(wěn)定性更好。目前，球形磷酸鐵鋰的制備大都是反應(yīng)一次性成形，或后續(xù)再用球磨機(jī)碾磨，所制產(chǎn)品形狀不規(guī)則、性能不穩(wěn)定，后期加工親和力差。中國(guó)專利申請(qǐng)(公開號(hào)CN101337666A)采用氧化控制結(jié)晶-碳熱還原制備球形磷酸鐵鋰的方法，該制備方法是先將二價(jià)鐵鹽與磷酸混合水溶液、氨水溶液和氧化劑反應(yīng)，通過氧化控制結(jié)晶過程合成球形水合磷酸鐵前驅(qū)體，洗滌、干燥、預(yù)燒脫水后，再與碳酸理、碳源均勻混合，在惰性或還原氣氛保護(hù)下，經(jīng)過高溫碳熱還原得到磷酸鐵鋰。雖然該制備方法制備出平均粒徑為6-8to，室溫下O.5C首次放電比容量可達(dá)145-150mAh/g的高堆積密度、高體積比容量的鋰離子電池正極材料球形磷酸鐵鋰。但是通過該方法制成的球形磷酸鐵鋰顆粒度較大，不容易進(jìn)行后續(xù)涂5布工藝，而且親和性較差，涂布時(shí)容易開裂；此外該方法采用兩次燒結(jié)，先燒結(jié)成球，工藝流程較復(fù)雜，制成的磷酸鐵鋰具有棱角。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種顆粒粒徑較小，更接近于球形，適合于后期加工，工藝流程簡(jiǎn)單的球形磷酸鐵鋰的制備方法。本發(fā)明的目的是通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種球形磷酸鐵鋰的制備方法，該方法包括以下步驟-A、制備磷酸鐵鋰粉末以鋰鹽、鐵鹽、磷酸鹽為原料，加入摻雜金屬化合物和導(dǎo)電劑在溶劑中攪拌溶解后烘干、壓塊，然后置于氮?dú)饣蚨栊詺夥罩性跍囟葹?00-900°C的條件下燒結(jié)8-25小時(shí)，冷卻后得到磷酸鐵鋰粉末；B、制備球形磷酸鐵鋰將上述制備的磷酸鐵鋰粉末球磨后，在氮?dú)饣蚨栊詺怏w保護(hù)下送至噴嘴處，在溫度為400-900°C，壓力為0.2-0.8Mpa的條件下通過噴嘴噴入旋轉(zhuǎn)爐中在下落過程中形成類球形磷酸鐵鋰，然后在溫度為600-900°C，氮?dú)饣蚨栊詺怏w保護(hù)條件下通過旋轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)使類球形磷酸鐵鋰變成正球形磷酸鐵鋰。本發(fā)明通過改變磷酸鐵鋰的外形和粒度大小來改善其振實(shí)密度低的缺陷。球形或類球形的磷酸鐵鋰能大幅度提高其振實(shí)密度，提高電容量；而且，球形磷酸鐵鋰在不同倍率下放電的循環(huán)穩(wěn)定性更好。步驟A中烘干后進(jìn)行壓塊處理，可以使前驅(qū)體磷酸鐵鋰粉末中的空氣含量大量減少，避免成品疏松多孔，增加最終球形磷酸鐵鋰產(chǎn)品的振實(shí)密度。整體過程中所采用的惰性氣體可以是氬氣等惰性氣體，采用氮?dú)饣蚨栊詺夥毡Ｗo(hù)，氧氣含量不大于lppm,保證最終產(chǎn)品的純度。本發(fā)明只采用一次性燒結(jié)基本成型，從而減少工藝流程，采用后續(xù)在加工的成球處理，制成的成品為正球形磷酸鐵鋰，更適合于后期加工，所得到的正球形磷酸鐵鋰粒徑較小，在制備鋰電池時(shí)更容易涂布，而且親和性更好，涂布不易開裂。在上述的球形磷酸鐵鋰的制備方法中，步驟A中所述的鋰鹽為磷酸鋰、氫氧化鋰、硝酸鋰、磷酸二氫鋰、碳酸鋰中的一種或多種。作為優(yōu)選，所述的鋰鹽為磷酸鋰、磷酸二氫鋰、碳酸鋰中的一種或多種。采用磷酸鋰，它包含鋰源和磷鹽從而減小反應(yīng)原料用量；而采用碳酸鋰，價(jià)格便宜，成本較低且分解后無其他雜質(zhì)產(chǎn)生。在上述的球形磷酸鐵鋰的制備方法中，步驟A中所述的鐵鹽為草酸亞鐵、醋酸亞鐵、磷酸亞鐵和氧化亞鐵中的一種或多種。其中優(yōu)選磷酸亞鐵，該反應(yīng)物同時(shí)包含鐵鹽和磷酸鹽，減小反應(yīng)物原料用量。在上述的球形磷酸鐵鋰的制備方法中，步驟A中所述的磷酸鹽為磷酸氫銨、磷酸二氫銨、磷酸亞鐵、磷酸二氫鋰中的一種或多種。作為優(yōu)選，所述的磷酸鹽為磷酸亞鐵或磷酸二氫鋰，這反應(yīng)物同時(shí)包含鐵鹽和磷酸鹽或鋰鹽和磷酸鹽，減小反應(yīng)物原料用在上述的球形磷酸鐵鋰的制備方法中，步驟A中所述的慘雜金屬化合物為鋯、鈮、鎂、鈦、鉻、鋁、鋅、錳金屬化合物中的一種或多種；所述的導(dǎo)電劑為乙炔黑、碳黑、鱗片石墨、蔗糖、葡萄糖、聚乙烯醇中的一種或多種。作為優(yōu)選，所述的摻雜金屬化合物為硝酸鎂、硝酸鋁、二氧化鈦、氧化鋯、五氧化二鈮中的一種或多種組成；所述的導(dǎo)電劑的加入量為磷酸鐵鋰生成量的10%-35%。在上述的球形磷酸鐵鋰的制備方法中，步驟A中所述的鋰鹽、鐵鹽、摻雜金屬元素和磷酸鹽的摩爾比為1.0:x:(l-x):l.O，其中x的取值范圍為0.85-0.99。磷酸鐵鋰的本身導(dǎo)電率低，在充放電過程中電子遷移和鋰離子遷移不同步，有效活性物質(zhì)利用率低，電極極化明顯增加。本工藝通過在磷酸鐵鋰的晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)引入其它金屬元素(鋯、鈮、鎂、鈦、鉻、鋁、鋅、錳等)，采用多元摻雜的方法改變晶體的能級(jí)結(jié)構(gòu)，調(diào)整帶寬，降低電子躍遷能壘，大幅度提高了磷酸鐵鋰的電子導(dǎo)電率。在導(dǎo)電劑中存在納米結(jié)構(gòu)碳，納米結(jié)構(gòu)碳均勻分布在磷酸鐵鋰的粒子周圍，形成了磷酸鐵鋰和納米結(jié)構(gòu)碳顆粒相互分布的網(wǎng)絡(luò)，能很好解決磷酸鐵鋰大電流充放電過程中電極極化而引起的容量下降的現(xiàn)象。在上述的球形磷酸鐵鋰的制備方法中，步驟A中所述的溶劑為重量比為1:1.5-3的乙醇和去離子水，其中物料在溶劑中攪拌溶解時(shí)的溫度為40-60°C，溶解后烘干時(shí)的溫度為70-100'C。作為優(yōu)選，所述的乙醇和去離子水的重量比為1:2.0-2.5,物料在溶劑中攪拌溶解時(shí)的溫度為45-55°C，溶解后烘干時(shí)的溫度為80-90°C。本發(fā)明用乙醇水溶液溶解反應(yīng)混合物，可以使物料間更容易混合溶解，球磨時(shí)也更加充分，有利于磷酸鐵鋰前驅(qū)體的形成。在上述的球形磷酸鐵鋰的制備方法中，步驟B中所述的磷酸鐵鋰粉末球磨后，放入集料裝置中，用送風(fēng)機(jī)將磷酸鐵鋰粉末在氮?dú)饣蚨栊詺夥毡Ｗo(hù)下送入螺旋滾動(dòng)加熱下料裝置，用送風(fēng)機(jī)將螺旋滾動(dòng)下料裝置中的磷酸鐵鋰粉末在氮?dú)饣蚨栊詺夥毡Ｗo(hù)下吹入加速器加速至噴嘴裝置處，通過噴嘴在溫度為500-800°C,壓力為0.4-O.腦pa,氮?dú)饣蚨栊詺夥毡Ｗo(hù)條件下噴入旋轉(zhuǎn)爐中。在上述的球形磷酸鐵鋰的制備方法中，步驟B中在溫度為700-80(TC，氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下通過旋轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)使類球形磷酸鐵鋰變成正球形磷酸鐵鋰。如果噴嘴處和旋轉(zhuǎn)爐中溫度太低，噴嘴處的壓力太小不易成球；如果溫度太高，壓力過大，所需能源較8多，成本較高。在上述的球形磷酸鐵鋰的制備方法中，步驟B中所述的正球形磷酸鐵鋰粒徑為l-5ta;振實(shí)密度^1.4g/cm3，在室溫下0.2C首次放電比容量^155mAh/g。綜上所述，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)1、采用本發(fā)明的方法制備的球形磷酸鐵鋰更接近球形，適合后續(xù)加工，振實(shí)密度大，室溫下首次放電比容量較高。2、本發(fā)明球形磷酸鐵鋰制備方法不僅工藝流程簡(jiǎn)單，生產(chǎn)成本低，適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)；而且密封性較好，球形磷酸鐵鋰成品純度較高，避免二次污染。3、采用本發(fā)明的方法制備的球形磷酸鐵鋰成品顆粒度僅為l-5um,在制備鋰電池時(shí)更容易后續(xù)涂布，而且親和性更好，涂布不易開裂。圖1是本發(fā)明制備球形磷酸鐵鋰過程中物理成球系統(tǒng)示意圖中，1、物料密封收集裝置；2、低壓送風(fēng)機(jī)；3、螺旋加熱滾動(dòng)下料裝置；4、高壓送風(fēng)機(jī)；5、加速器；6、噴嘴；7、旋轉(zhuǎn)爐；8、廢氣收集系統(tǒng)；9、廢氣排放系統(tǒng)。具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明；但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。表l:實(shí)施例15制備球形磷酸鐵鋰的摩爾配比(mol)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>其中實(shí)施例1中所述的鋰鹽為磷酸二氫鋰；所述的鐵鹽為氧化亞鐵；所述的磷酸鹽為磷酸氫銨和磷酸氫二銨，兩者摩爾比為5:5;所述的摻雜金屬化合物為氧化鋯。其中實(shí)施例2中所述的鋰鹽為單水結(jié)晶氫氧化鋰；所述的鐵鹽為草酸亞鐵和醋酸亞鐵，兩者摩爾比為6:4;所述的磷酸鹽為磷酸氫銨；所述的摻雜金屬化合物為五氧化二鈮。其中實(shí)施例3中所述的鋰鹽為硝酸鋰，所述的鐵鹽為磷酸亞鐵和氧化亞鐵，兩者摩爾比為8:2，所述的磷酸鹽為磷酸二氫鋰；所述的摻雜金屬化合物為二氧化鈦。其中實(shí)施例4中所述的鋰鹽為磷酸鋰和磷酸二氫鋰，兩者的摩爾為2:8;所述的鐵鹽為氧化亞鐵和磷酸亞鐵，兩者摩爾比為4:6;所述的磷酸鹽為磷酸亞鐵；所述的慘雜金屬化合物為三氧化二鋁和氧化鎂，兩者的摩爾比為5:5。其中實(shí)施例5中所述的鋰鹽為碳酸鋰；所述的鐵鹽為草酸亞鐵；所述的磷酸鹽為磷酸二氫鋰和磷酸氫銨，兩者摩爾比為7:3;所述的摻雜金屬化合物為五氧化二鈮和氧化鋯，兩者的摩爾比為6:4。實(shí)施例1將表1中實(shí)施例1的原料和碳黑13.2g、蔗糖51.8g混合，再加入200g無水乙醇溶液中，充分?jǐn)嚢?，使原料混合物?0-60。C充分溶解，溶解后于70-80'C將水溶液烘干、壓塊，置于惰性氣氛反應(yīng)爐中，緩慢加熱至600—700'C,保持此溫度20—25小時(shí)，然后慢慢冷卻至室溫的得到初級(jí)磷酸鐵鋰粉末。如圖l所示，將冷卻后的初級(jí)磷酸鐵鋰粉末放入物料密封收集裝置1中，用低壓送風(fēng)機(jī)2將磷酸鐵鋰粉末在惰性氣氛保護(hù)下送入螺旋加熱滾動(dòng)下料裝置3處，用高壓送風(fēng)機(jī)4將螺旋加熱滾動(dòng)下料裝置3底部的磷酸鐵鋰粉末在惰性氣氛保護(hù)下吹入加速器5加速至噴嘴6處，在溫度為400-600。C，壓力為0.7-0.8Mpa，惰性氣氛保護(hù)條件下通過噴嘴6噴入旋轉(zhuǎn)爐7中，在密封狀態(tài)下使噴出的高溫物料依靠自身張力在下落過程中瞬間成類球形磷酸鐵鋰。物料進(jìn)入密封的大型旋轉(zhuǎn)爐7，然后在物料在溫度為600-70(TC，惰性氣氛保護(hù)條件下在旋轉(zhuǎn)爐7旋轉(zhuǎn)不斷滾動(dòng)使類球形磷酸鐵鋰變成正球形磷酸鐵鋰，廢氣經(jīng)過廢氣收集系統(tǒng)8收集處理達(dá)標(biāo)后由廢氣排放系統(tǒng)9排出。制得球形磷酸鐵鋰的粒徑為l-5陶，振實(shí)密度為1.43g/cm3，以鋰片為負(fù)極，測(cè)得該球形磷酸鐵鋰在室溫下0.2C首次放電比容量157mAh/g。實(shí)施例2將表1中實(shí)施例2的原料和乙炔黑12.8g、葡萄糖52.6g混合，再加入200g無水乙醇溶液中，充分?jǐn)嚢瑁乖匣旌衔镌?0-6(TC充分溶解，溶解后于80-9CTC將水溶液烘干、壓塊，置于氮?dú)鈿夥辗磻?yīng)爐中，緩慢加熱至700-800°C，保持此溫度15-20小時(shí)，然后慢慢冷卻至室溫的得到初級(jí)磷酸鐵鋰粉末。將冷卻后的初級(jí)磷酸鐵鋰粉末放入物料密封收集裝置1中，用低壓送風(fēng)機(jī)2將磷酸鐵鋰粉末在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下送入螺旋加熱滾動(dòng)下料裝置3處，用高壓送風(fēng)機(jī)4將螺旋加熱滾動(dòng)下料裝置3底部的磷酸鐵鋰粉末在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下吹入加速器5加速至噴嘴6處，在溫度為600-800°C，壓力為0.5-0.6Mpa，氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)條件下通過噴嘴6噴入旋轉(zhuǎn)爐7中，在密封狀態(tài)下使噴出的高溫物料依靠自身張力在下落過程中瞬間成類球形磷酸鐵鋰。物料進(jìn)入密封的大型旋轉(zhuǎn)爐7，然后在物料在溫度為700-800°C，氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)條件下在旋轉(zhuǎn)爐7旋轉(zhuǎn)不斷滾動(dòng)使類球形磷酸鐵鋰變成正球形磷酸鐵鋰，廢氣經(jīng)過廢氣收集系統(tǒng)8收集處理達(dá)標(biāo)后由廢氣排放系統(tǒng)9排出。制得球形磷酸鐵鋰的粒徑為2-4to，振實(shí)密度為1.46g/cm3，以鋰片為負(fù)極，測(cè)得該球形磷酸鐵鋰在室溫下0.2C下首次放電比容量157mAh/g。實(shí)施例3將表1中實(shí)施例3的原料和鱗片石墨13.2g、聚乙烯醇50.8g混合，再加入200g無水乙醇溶液中，充分?jǐn)嚢?，使原料混合物?0-6(TC充分溶解，溶解后于90-IO(TC將水溶液烘干、壓塊，置于氮?dú)鈿夥辗磻?yīng)爐中，緩慢加熱至800-900°C，保持此溫度10-15小時(shí)，然后慢慢冷卻至室溫的得到初級(jí)磷酸鐵鋰粉末。將冷卻后的初級(jí)磷酸鐵鋰粉末放入物料密封收集裝置1中，用低壓送風(fēng)機(jī)2將磷酸鐵鋰粉末在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下送入螺旋加熱滾動(dòng)下料裝置3處，用高壓送風(fēng)機(jī)4將螺旋加熱滾動(dòng)下料裝置3底部的磷酸鐵鋰粉末在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下吹入加速器5加速至噴嘴6處，在溫度為700-900°C，壓力為0.4-0.5Mpa，氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)條件下通過噴嘴6噴入旋轉(zhuǎn)爐7中，在密封狀態(tài)下使噴出的高溫物料依靠自身張力在下落過程中瞬間成類球形磷酸鐵鋰。物料進(jìn)入密封的大型旋轉(zhuǎn)爐7，然后在物料在溫度為800-90(TC,氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)條件下在旋轉(zhuǎn)爐7旋轉(zhuǎn)不斷滾動(dòng)使類球形磷酸鐵鋰變成正球形磷酸鐵鋰，廢氣經(jīng)過廢氣收集系統(tǒng)8收集處理達(dá)標(biāo)后由廢氣排放系統(tǒng)9排出。制得球形磷酸鐵鋰的粒徑為1-3to，振實(shí)密度為1.48g/cm3，以鋰片為負(fù)極，測(cè)得該球形磷酸鐵鋰在室溫下0.2C首次放電比容量161mAh/g。實(shí)施例4將表1中實(shí)施例4的原料和碳黑13.2g、葡萄糖21.5、蔗糖30.8g混合，再加入200g無水乙醇溶液中，充分?jǐn)嚢?，使原料混合物?0-60。C充分溶解，溶解后于80-90。C將水溶液烘干、壓塊，200910102323.0置于氮?dú)鈿夥辗磻?yīng)爐中，緩慢加熱至700—80(TC，保持此溫度8-15小時(shí)，然后慢慢冷卻至室溫的得到初級(jí)磷酸鐵鋰粉末。將冷卻后的初級(jí)磷酸鐵鋰粉末放入物料密封收集裝置1中，用低壓送風(fēng)機(jī)2將磷酸鐵鋰粉末在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下送入螺旋加熱滾動(dòng)下料裝置3處，用高壓送風(fēng)機(jī)4將螺旋加熱滾動(dòng)下料裝置3底部的磷酸鐵鋰粉末在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下吹入加速器5加速至噴嘴6處，在溫度為500-600°C，壓力為0.6Mpa，氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)條件下通過噴嘴6噴入旋轉(zhuǎn)爐7中，在密封狀態(tài)下使噴出的高溫物料依靠自身張力在下落過程中瞬間成類球形磷酸鐵鋰。物料進(jìn)入密封的大型旋轉(zhuǎn)爐7，然后在物料在溫度為700-800°C，氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)條件下在旋轉(zhuǎn)爐7旋轉(zhuǎn)不斷滾動(dòng)使類球形磷酸鐵鋰變成正球形磷酸鐵鋰，廢氣經(jīng)過廢氣收集系統(tǒng)8收集處理達(dá)標(biāo)后由廢氣排放系統(tǒng)9排出。制得球形磷酸鐵鋰的粒徑為1-3Wn，振實(shí)密度為1.51g/cm3，以鋰片為負(fù)極，測(cè)得該球形磷酸鐵鋰在室溫下0.2C首次放電比容量161mAh/g。實(shí)施例5將表1中實(shí)施例5的原料和碳黑13.2g、蔗糖51.8g混合，再加入200g無水乙醇溶液中，充分?jǐn)嚢琛Ｆ溆喙に嚵鞒掏瑢?shí)施例1,不再贅述。制得球形磷酸鐵鋰的粒徑為2-4陶，振實(shí)密度為1.44g/cm3，以鋰片為負(fù)極，測(cè)得該球形磷酸鐵鋰在在室溫下0.2C首次放電比容量為163mAh/g。本發(fā)明中所描述的具體實(shí)施例僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。盡管對(duì)本發(fā)明已作出了詳細(xì)的說明并引證了一些具體實(shí)施例，但是對(duì)本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員來說，只要不離開本發(fā)明的精神和范圍可作各種變化或修正是顯然的。權(quán)利要求1、一種球形磷酸鐵鋰的制備方法，該方法包括以下步驟A、制備磷酸鐵鋰粉末以鋰鹽、鐵鹽、磷酸鹽為原料，加入摻雜金屬化合物和導(dǎo)電劑在溶劑中攪拌溶解后烘干、壓塊，然后置于氮?dú)饣蚨栊詺夥罩性跍囟葹?00-900℃的條件下燒結(jié)8-25小時(shí)，冷卻后得到磷酸鐵鋰粉末；B、制備球形磷酸鐵鋰將上述制備的磷酸鐵鋰粉末球磨后，在氮?dú)饣蚨栊詺怏w保護(hù)下送至噴嘴處，在溫度為400-900℃，壓力為0.2-0.8Mpa的條件下通過噴嘴噴入旋轉(zhuǎn)爐中在下落過程中形成類球形磷酸鐵鋰，然后在溫度為600-900℃，氮?dú)饣蚨栊詺怏w保護(hù)條件下通過旋轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)使類球形磷酸鐵鋰變成正球形磷酸鐵鋰。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于步驟A中所述的鋰鹽為磷酸鋰、氫氧化鋰、硝酸鋰、磷酸二氫鋰、碳酸鋰中的一種或多種。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于步驟A中所述的鐵鹽為草酸亞鐵、醋酸亞鐵、磷酸亞鐵和氧化亞鐵中的一種或多種。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于步驟A中所述的磷酸鹽為磷酸氫銨、磷酸二氫銨、磷酸亞鐵、磷酸二氫鋰中的一種或多種。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于步驟A中所述的摻雜金屬化合物為鋯、鈮、鎂、釹、鉻、鋁、鋅、錳金屬化合物中的一種或多種；所述的導(dǎo)電劑為乙炔黑、碳黑、鱗片石墨、蔗糖、葡萄糖、聚乙烯醇中的一種或多種。6、根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于步驟A中所述的鋰鹽、鐵鹽、摻雜金屬化合物和磷酸鹽的摩爾比為1.0:X:(l-X):l.O，其中X的取值范圍為0.85—0.99。7、根據(jù)權(quán)利要求1-5任意一項(xiàng)所述的球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于步驟A中所述的溶劑為無水乙醇，其中物料在溶劑中攪拌溶解時(shí)的溫度為40-60°C,溶解后烘干時(shí)的溫度為70-100。C。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于步驟B中所述的磷酸鐵鋰粉末球磨后，放入集料裝置中，用送風(fēng)機(jī)將磷酸鐵鋰粉末在氮?dú)饣蚨栊詺怏w保護(hù)下送入螺旋滾動(dòng)加熱下料裝置，用送風(fēng)機(jī)將螺旋滾動(dòng)下料裝置中的磷酸鐵鋰粉末在氮?dú)饣蚨栊詺怏w保護(hù)下吹入加速器加速至噴嘴裝置處，通過噴嘴在溫度為500-800°C，壓力為0.4-0.8Mpa，氮?dú)饣蚨栊詺怏w保護(hù)條件下噴入旋轉(zhuǎn)爐中。9、根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于步驟B中在溫度為700-800°C，氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下通過旋轉(zhuǎn)爐旋轉(zhuǎn)滾動(dòng)使類球形磷酸鐵鋰變成正球形磷酸鐵鋰。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于步驟B中所述的正球形磷酸鐵鋰粒徑為1-5Rn。全文摘要本發(fā)明提供了一種球形磷酸鐵鋰的制備方法，屬于鋰電池正極材料
技術(shù)領(lǐng)域：
。它解決了現(xiàn)有磷酸鐵鋰的制備方法制成的磷酸鐵鋰振實(shí)密度低、導(dǎo)電率低、形狀不規(guī)則、性能不穩(wěn)定，后期加工親和力差等的問題。本球形磷酸鐵鋰的制備方法，包括以下步驟A.制備磷酸鐵鋰粉末；B.制備球形磷酸鐵鋰。本球形磷酸鐵鋰制備方法的工藝流程簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、適合大規(guī)模生產(chǎn)。本發(fā)明制備的球形磷酸鐵鋰顆粒度小、振實(shí)密度大，室溫下首次放電比容量高。文檔編號(hào)C01B25/45GK101638226SQ20091010232公開日2010年2月3日申請(qǐng)日期2009年8月28日優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日發(fā)明者堅(jiān)王申請(qǐng)人:浙江貝能新材料科技有限公司