專利名稱：鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法
鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法技術(shù)領(lǐng)域鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，涉及一種鋰離子電池 正極材料的制備，特別涉及一種高密度球形磷酸鐵鋰正極材料的制備方法。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有比能量大、工作電壓高、工作溫度范圍寬、循環(huán)壽命長、 自放電小等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用在筆記型計算機、移動電話、攝錄像機、數(shù)碼相機、 迷你光驅(qū)及掌上型終端機等便攜式產(chǎn)品上，而且隨著對現(xiàn)有材料和電池設(shè)計技 術(shù)的改進以及新材料的出現(xiàn)，鋰離子電池將在電動車、混合電動車、不間斷電 源、大型通信電源等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。鋰離子電池正極材料是鋰離子 電池的重要組成部分，它是決定電池的安全性、容量和價格的關(guān)鍵因素。磷酸 鐵鋰具有原料豐富、價格低廉、對環(huán)境友好、放電電壓平穩(wěn)、高的安全性和熱 穩(wěn)定性等優(yōu)點，因此它作為新一代鋰離子電池正極材料成為當前研究的熱點。但是受晶型結(jié)構(gòu)的影響，磷酸鐵鋰正極材料具有低的電導率和堆積密度。 為了改善它的使用性能，采用控制顆粒大小和形貌、碳包覆和金屬離子摻雜等方式來提高它的導電性能。如中國專利文獻CN1772604公開的氧位摻雜， CN1785799公開的過渡元素摻雜，CN1785800公開的稀土摻雜，CN 1785823公 開的磷位摻雜，CN1280185公開的碳包覆，上述方法有效地提高了磷酸鐵鋰的 電導率。目前主要采用高溫固相反應(yīng)法合成磷酸鐵鋰，如中國專利文獻CN1581537、 CN1753216、 CN1762798、 CN1767238所公開的方法，即是將鋰源(碳酸鋰或氫 氧化鋰)、磷源(磷酸二氫銨或磷酸一氫銨)、鐵源(草酸亞鐵或乙酸亞鐵)一 起研磨混合，在研磨混合過程中，摻入金屬化合物和碳源，改善材料的導電性， 而后在惰性氣氛下高溫焙燒制得磷酸鐵鋰。這些方法制備工藝簡單，條件易控 制，便于工業(yè)化生產(chǎn)，但是產(chǎn)物的粒度分布范圍寬，晶體尺寸較大，粉體由無 規(guī)則顆粒組成，堆積密度低，振實密度一般只有1.0 g/cm3，遠小于己經(jīng)商品化4的鈷酸鋰2.2-2.8g/cm3的振實密度。低的振實密度使得磷酸鐵鋰的體積比容量比 鈷酸鋰低得多，這將限制它在鋰離子動力電池上的應(yīng)用。因此，提高磷酸鐵鋰 的堆積密度和體積比容量對磷酸鐵鋰的實用化具有重要意義。粉體材料的堆積密度與粉體顆粒的形貌、粒徑及其分布密切相關(guān)。無規(guī)則 的片狀或粒狀顆粒組成的磷酸鐵鋰粉體材料，堆積密度低。由規(guī)則的球形顆粒 組成的磷酸鐵鋰粉體材料具有高的堆積密度，而且它還具有優(yōu)異的流動性、分 散性和可加工性能，這有利于鋰離子電池正極材料漿料的調(diào)制和電極片的涂覆。 在中國專利文獻CN1635648的發(fā)明專利"鋰離子電池正極材料高密度球形磷酸 鐵鋰的制備方法"中，公開了一種高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，該方法首 先分別將三價鐵鹽、磷源分別配制成溶液，而后依據(jù)鐵和磷的摩爾系數(shù)比，分 別控制鐵鹽和磷源溶液的加液速度，并由堿溶液調(diào)節(jié)pH值，共沉淀合成球形或 類球形磷酸鐵前驅(qū)體。前驅(qū)體洗滌干燥后與鋰源、碳源、摻雜金屬化合物均勻 混合，在惰性或還原氣氛保護下，高溫焙燒制得磷酸鐵鋰，該專利制備出的磷 酸鐵鋰平均粒徑為7-12pm，振實密度可達2.0-2.2g/cm3。采用中國專利文獻 CN1635648公開的方法雖然能夠提高磷酸鐵鋰的振實密度，但實現(xiàn)工業(yè)化大生 產(chǎn)存在明顯的缺點1、工業(yè)化生產(chǎn)工程中，分別控制鐵鹽和磷源溶液的加液速 度，控制條件苛刻；2、考慮產(chǎn)能因素，將使用高濃度鐵鹽和磷源溶液，而且加 液速度快，實際生產(chǎn)中鐵鹽和磷源溶液的加液速度會存在波動，這將影響產(chǎn)品 中鐵和磷的組分比。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種適合工業(yè)化生產(chǎn)的高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于其制備過 程包括將酸、三價鐵源、磷源配成混合水溶液，將堿配制成水溶液；將混合 水溶液和堿的水溶液分別連續(xù)輸入反應(yīng)釜中進行共沉淀反應(yīng)，合成球形的磷酸 鐵前驅(qū)體；以前驅(qū)體為原料與鋰源、碳源、摻雜金屬化合物均勻混合后，保護 氣氛下，混合物在爐窯中進行熱處理，得到球形磷酸鐵鋰粉體材料。本發(fā)明的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于采用的鐵源為硝酸鐵、氯化鐵、三氧化二鐵、磷酸鐵、硫酸鐵中的一種或一種以上，混合水溶液中鐵的濃度為0.2-3 mol/L。本發(fā)明的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于 采用的磷源為磷酸、磷酸一氫銨、磷酸二氫銨、磷酸銨、磷酸一氫鈉、磷酸二 氫鈉、磷酸鈉、磷酸一氫鉀、磷酸二氫鉀、磷酸鉀、五氧化二磷、磷酸鐵中的 一種或一種以上，混合水溶液中磷的濃度為0.2-3 mol/L。本發(fā)明的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于 采用的酸為鹽酸、硝酸、硫酸中的一種或一種以上，用量是酸中的氫:鐵=(0.5-5):1 摩爾比。本發(fā)明的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于采 用的堿為氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或一種以上，堿的水溶液中堿的 濃度為2-12mol/L。本發(fā)明的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于所 述的共沉淀制備前驅(qū)體過程中，控制溶液的pH為l-5，溫度為40-80。C。本發(fā)明的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于 采用的鋰鹽為碳酸鋰、醋酸鋰、氫氧化鋰、硝酸鋰中的一種或一種以上，用量 是鋰:鐵:磷=(0.95-1.05):1:1(摩爾比)。本發(fā)明的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于 采用的碳源是導電碳黑、石墨、炭凝膠、碳納米管、納米碳纖維、納米碳微球、 葡萄糖、蔗糖、果糖、纖維素、淀粉、聚乙烯醇、聚乙二醇、丁苯橡膠乳、羧 甲基纖維素、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、酚醛樹脂、環(huán) 氧樹脂中的一種或一種以上，占磷酸鐵鋰材料的質(zhì)量比為2-20%。本發(fā)明的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于 采用的摻雜金屬化合物是硝酸鎂、草酸鎂、硝酸鎳、硝酸鈷、硝酸鋁、二氧化 鈦、二氧化鋯、五氧化二鈮、二氧化錳中的一種或一種以上，用量是摻入金屬: 磷=(0.005-0.035):1(摩爾比)。本發(fā)明的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于 混合物在窯爐中第一段高溫熱處理過程是將混合物料以2-10。C/分鐘的速度升溫 到300-55(TC，恒溫l-10h，然后進行第二段高溫熱處理。本發(fā)明的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于
混合物在窯爐中第二段高溫熱處理過程是將混合物料以2-10°C/min的速度升溫到600-850。C,恒溫8-48h，在爐內(nèi)自然冷卻。
本發(fā)明的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于保護氣體為氫氣、氮氣、氬氣或氨氣中的一種或一種以上。
本發(fā)明的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于采用的窯爐為推板式隧道窯、管式爐、鐘罩爐或回轉(zhuǎn)爐。
采用本發(fā)明專利的方法制備的磷酸鐵鋰外觀呈球型，結(jié)晶好，結(jié)構(gòu)單一，不含雜相，平均粒徑在4-15nm之間可以隨意控制，粒徑分布窄，振實密度高達1.4-2.2g/cm3,具有比容量高、倍率放電及安全性能好的特點。
采用本發(fā)明專利的方法制備的磷酸鐵鋰，外觀呈球型，具有好的電化學性能、高的振實密度，滿足鋰離子動力電池正極材料對磷酸鐵鋰的要求。本發(fā)明所用原料豐富，其制備方法易于工業(yè)化生產(chǎn)，具有較強的經(jīng)濟效益。


圖1為實施例1中合成的前驅(qū)體磷酸鐵(FePCV2H20)的掃描電鏡照片，放大倍數(shù)為1000倍；
圖2為實施例1中的磷酸鐵鋰復合材料(LiFePOVC)充放電曲線，充放電倍率為0.1C，充放電電壓為2.5-4.2V;
圖3為實施例2中的磷酸鐵鋰復合材料(LiFeP(VC)的掃描電鏡照片，放大倍數(shù)為1000倍；
圖4為實施例2中的磷酸鐵鋰復合材料(LiFeP(VC)循環(huán)性能曲線，充放電
倍率為0.1C，充放電電壓為2.5-4.2V;
具體實施例方式
鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，包括以下步驟
(1) 將酸、三價鐵源、磷源配成混合水溶液，其中鐵的濃度為0.2-3 mol/L,磷的濃度為0.2-3 mol/L，酸用量是酸中的氫媒=(0.5-5):1 (摩爾比)。
(2) 將堿配制成濃度為2-12mol/L的水溶液。
(3) 將上述混合水溶液、堿的水溶液用泵分別連續(xù)輸入到帶攪拌和溫度計的反應(yīng)釜中，控制混合水溶液的加液速度，同時調(diào)節(jié)堿水溶液的加液速度，控
制反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)液的pH值為1-5，反應(yīng)體系的溫度為40-80°C。
(4) 將步驟(3)所得物料過濾，用去離子水洗滌至洗滌水的pH值大于6為止,將洗滌后的產(chǎn)物盛在干燥器中于80-12(TC干燥2-5小時，得到球形磷酸鐵。
(5) 將鋰源、碳源、摻雜金屬與酒精混合，在球磨機中球磨1-3小時，然后加入磷酸鐵球磨10-40分鐘，其中碳源占磷酸鐵鋰材料的質(zhì)量比為l-20wt°/。，鋰:鐵:磷:摻雜金屬=(0.95-1.05):1:1 :(0.005-0.035)(摩爾比)。然后將混勻后的漿料盛在干燥箱中于80-120°C干燥1-3小時，得到干粉狀混合物料。
(6) 將步驟(5)所得混合物料置于窯爐中，在保護氣氛下，以2-10。C/min的速度升溫到300-550°C，恒溫l-10h，然后再以2-10。C/min的速度升溫到600-850°C，恒溫8-48h，在爐內(nèi)自然冷卻，得到球形磷酸鐵鋰。
實施例1
配制鹽酸、三氯化鐵、磷酸的混合水溶液，其中鐵離子的濃度為1.5mol/L，磷酸的濃度為1.5 mol/L，鹽酸的濃度為0.5 mol/L。配制濃度為6 mol/L的氨水溶液。用計量泵分別將混合水溶液、氨水溶液輸入到預先己盛有8升去離子水的反應(yīng)釜中(反應(yīng)釜容積為30升)進行共沉淀反應(yīng)，調(diào)節(jié)氨水溶液的加液速度，控制反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)液的pH值為3.5土0.05。控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為65°C。連續(xù)進料20小時后，停止進料，將反應(yīng)釜中的物料排出，過濾。用70。C的去離子水洗滌固體產(chǎn)物至洗滌水的pH值大于6為止。將洗滌后的產(chǎn)物在干燥箱中于100。C干燥3小時，得到球形磷酸鐵(FePCV2H20)，對磷酸鐵進行了 ICP-AES (型號IRIS Intrepid II XSP)分析，產(chǎn)物中的Fe和P的質(zhì)量含量分別為29.92%、 16.59%， Fe和P的原子比近為1:1。將13.9克碳酸鋰，9克葡萄糖，1克硝酸鎂，加入盛有酒精的球磨罐中，球磨3小時。之后加入70克磷酸鐵，繼續(xù)球磨20分鐘。將混勻后漿料盛在干燥箱中于80。C干燥2小時，得到干粉狀混合物料。將上述混合物料放入氣氛保護管式爐，通入氮氣，以5。C/分鐘的速度升溫到500°C，并恒溫2h，然后再以5。C/分鐘的速度升溫到750。C，并恒溫20h，在爐內(nèi)自然冷卻，得到球形磷酸鐵鋰。測得該材料的平均粒徑為8-l(^m，振實密度為1.8g/cm3。以鋰片為負極，2.5-4.2V的充放電電壓，0.1C倍率充放電，在室溫下測得磷酸鐵鋰的首次放電比容量為150mAh/g，循環(huán)50周后，放電比容量為145mAh/g，容量保持率為97%。實施例2
配制硝酸、硝酸鐵、磷酸二氫銨的混合水溶液，其中鐵離子的濃度為1.5mol/L，磷酸根的濃度為1.5mol/L，硝酸的濃度為2 mol/L。配制濃度為6mol/L的氨水溶液。用計量泵分別將混合水溶液、氨水溶液輸入到預先己盛有8升去離子水的反應(yīng)釜中(反應(yīng)釜容積為30升)進行共沉淀反應(yīng)，調(diào)節(jié)氨水溶液的加液速度，控制反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)液的pH值為3.8士0.05。控制反應(yīng)釜內(nèi)溫度為55°C。連續(xù)進料20小時后，停止進料，將反應(yīng)釜中的物料排出，過濾。用70。C的去離子水洗滌固體產(chǎn)物至洗滌水的pH值大于6為止。將洗滌后的產(chǎn)物在干燥箱中于100。C干燥3小時，得到球形磷酸鐵(FePCV2H20)，對磷酸鐵進行了 ICP-AES(型號IRISIntr印id II XSP)分析，產(chǎn)物中的Fe和P的質(zhì)量含量分別為29.84%、 16.53%， Fe和P的原子比近為1:1。將13.9克碳酸鋰，9克葡萄糖，0.3克二氧化鈦，加入盛有酒精的球磨罐中，球磨3小時。之后加入70克磷酸鐵，繼續(xù)球磨20分鐘。將混勻后的漿料盛在干燥箱中于80°C干燥2小時，得到干粉狀混合物料。將上述混合物料放入氣氛保護管式爐，通入氮氣，以5。C/分鐘的速度升溫到500。C，并恒溫2h，然后再以5。C/分鐘的速度升溫到750。C，并恒溫20h，在爐內(nèi)自然冷卻，得到球形磷酸鐵鋰。領(lǐng)暢該材料的平均粒徑為4-6pm，振實密度為1.4g/cm3。以鋰片為負極，2.5-4.2V的充放電電壓，O.IC倍率充放電，在室溫下測得磷酸鐵鋰的首次放電比容量為151mAh/g，循環(huán)50周后，放電比容量為147mAh/g，容量保持率為97%。
實施例3
配制硝酸、硝酸鐵、磷酸鈉的混合水溶液，其中鐵離子的濃度為1.5mol/L，磷酸根的濃度為1.5 mol/L，硝酸的濃度為5 mol/L。配制濃度為6 mol/L的氨水溶液。用計量泵分別將混合水溶液、氨水溶液輸入到預先己盛有8升去離子水的反應(yīng)釜中(反應(yīng)釜容積為30升)進行共沉淀反應(yīng)，調(diào)節(jié)氨水溶液的加液速度，控制反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)液的pH值為3.5±0.05?？刂品磻?yīng)釜內(nèi)溫度為65°C。連續(xù)進料20小時后，停止進料，將反應(yīng)釜中的物料排出，過濾。用7(TC的去離子水洗滌固體產(chǎn)物至洗滌水的pH值大于6為止。將洗滌后的產(chǎn)物在干燥箱中于100。C干燥3小時，得到球形磷酸鐵(FePCV2H20)。將13.9克碳酸鋰，9克葡萄糖，1.1克硝酸鎳，加入盛有酒精的球磨罐中，球磨3小時。之后加入70克磷酸鐵，繼續(xù)球磨20分鐘。將混勻后的漿料盛在千燥箱中于80°C干燥2小時，得到干粉狀混合物料。將上述混合物料放入氣氛保護管式爐，通入氮氣，以5。C/分鐘的速度升溫到500。C，并恒溫2h，然后再以5。C/分鐘的速度升溫到75(fC，并恒溫20h，在爐內(nèi)自然冷卻，得到球形磷酸鐵鋰。領(lǐng)U得該材料的平均粒徑為8-10pm，振實密度為1.7g/cm3。以鋰片為負極，2.5-4.2V的充放電電壓，0.1C倍率充放電，在室溫下測得磷酸鐵鋰的首次放電比容量為148mAh/g，循環(huán)50周后，放電比容量為142mAh/g，容量保持率為96%。
實施例4
將磷酸鐵加入鹽酸中攪拌溶解，配制成混合水溶液，其中鐵離子的濃度為1.5 mol/L，磷酸根的濃度為1.5 mol/L，鹽酸的濃度為5 mol/L。配制濃度為2 mol/L的氫氧化鈉溶液。用計量泵分別將混合水溶液、氫氧化鈉溶液輸入到預先己盛有8升去離子水的反應(yīng)釜中(反應(yīng)釜容積為30升)進行共沉淀反應(yīng)，調(diào)節(jié)氫氧化鈉溶液的加液速度，控制反應(yīng)釜內(nèi)反應(yīng)液的pH值為3.3±0.05?？刂品磻?yīng)釜內(nèi)溫度為65°C。連續(xù)進料20小時后，停止進料，將反應(yīng)釜中的物料排出，過濾。用70°C的去離子水洗滌固體產(chǎn)物至洗滌水的PH值大于6為止。將洗滌后的產(chǎn)物在干燥箱中于100°C干燥3小時，得到球形磷酸鐵(FePC^2H20)。將13.9克碳酸鋰，9克葡萄糖，0.4克二氧化錳，加入盛有酒精的球磨罐中，球磨3小時。之后加入70克磷酸鐵，繼續(xù)球磨20分鐘。將混勻后的漿料盛在干燥箱中于80°C干燥2小時，得到干粉狀混合物料。將上述混合物料放入氣氛保護管式爐，通入氮氣，以5°(:/分鐘的速度升溫到500°C，并恒溫2h，然后再以5。C/分鐘的速度升溫到750。C，并恒溫20h，在爐內(nèi)自然冷卻，得到球形磷酸鐵鋰。測得該材料的平均粒徑為10-12nm，振實密度為2.0g/cm3。以鋰片為負極，2.5-4.2V的充放電電壓，0.1C倍率充放電，在室溫下測得磷酸鐵鋰的首次放電比容量為145mAh/g，循環(huán)50周后，放電比容量為140mAh/g，容量保持率為97%。
權(quán)利要求
1. 鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于其制備過程包括將酸、三價鐵源、磷源配成混合水溶液，將堿配制成水溶液；將混合水溶液和堿的水溶液分別連續(xù)輸入反應(yīng)釜中進行共沉淀反應(yīng)，合成球形的磷酸鐵前驅(qū)體；以前驅(qū)體為原料與鋰源、碳源、摻雜金屬化合物均勻混合后，保護氣氛下，混合物在爐窯中進行熱處理，得到球形磷酸鐵鋰粉體材料。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方 法，其特征在于采用的鐵源為硝酸鐵、氯化鐵、三氧化二鐵、磷酸鐵、硫酸鐵 中的一種或一種以上，混合水溶液中鐵的濃度為0.2-3 mol/L。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方 法，其特征在于采用的磷源為磷酸、磷酸一氫銨、磷酸二氫銨、磷酸銨、磷酸 一氫鈉、磷酸二氫鈉、磷酸鈉、磷酸一氫鉀、磷酸二氫鉀、磷酸鉀、五氧化二 磷、磷酸鐵中的一種或一種以上，混合水溶液中磷的濃度為0.2-3 mol/L。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方 法，其特征在于采用的酸為鹽酸、硝酸、硫酸中的一種或一種以上，用量是酸 中的氫:鐵摩爾比=0.5-5:1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方 法，其特征在于采用的堿為氨水、氫氧化鈉、氫氧化鉀中的一種或一種以上， 堿的水溶液中堿的濃度為2-12 mol/L。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方 法，其特征在于所述的共沉淀制備前驅(qū)體過程中，控制溶液的pH為l-5，溫度 為40-80°C。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方 法，其特征在于采用的鋰鹽為碳酸鋰、醋酸鋰、氫氧化鋰、硝酸鋰中的一種或 一種以上，用量是鋰:鐵:磷摩爾比=0.95-1.05:1:1。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方 法，其特征在于采用的碳源是導電碳黑、石墨、炭凝膠、碳納米管、納米碳纖 維、納米碳微球、葡萄糖、蔗糖、果糖、纖維素、淀粉、聚乙烯醇、聚乙二醇、丁苯橡膠乳、羧甲基纖維素、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂中的一種或一種以上，占磷酸鐵鋰材料的質(zhì)量比為2-20%。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方 法，其特征在于采用的摻雜金屬化合物是硝酸鎂、草酸鎂、硝酸鎳、硝酸鈷、 硝酸鋁、二氧化鈦、二氧化鋯、五氧化二鈮、二氧化錳中的一種或一種以上， 用量是摻入金屬:磷摩爾比=0.005-0.035:1。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備 方法，其特征在于混合物在窯爐中第一段高溫熱處理過程是將混合物料以 2-10。C/分鐘的速度升溫到300-550°C，恒溫l-10h,然后進行第二段高溫熱處理。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備 方法，其特征在于混合物在窯爐中第二段高溫熱處理過程是將混合物料以 2-10。C/min的速度升溫到600-85(fC，恒溫8-48h，在爐內(nèi)自然冷卻。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備 方法，其特征在于保護氣體為氫氣、氮氣、氬氣或氨氣中的一種或一種以上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備 方法，其特征在于采用的窯爐為推板式隧道窯、管式爐、鐘罩爐或回轉(zhuǎn)爐。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鋰離子動力電池用高密度球形磷酸鐵鋰的制備方法，其特征在于其制備過程包括將酸、三價鐵源、磷源配成混合水溶液，將堿配制成水溶液；將混合水溶液和堿的水溶液分別連續(xù)輸入反應(yīng)釜中進行共沉淀反應(yīng)，合成球形的磷酸鐵前驅(qū)體；以前驅(qū)體為原料與鋰源、碳源、摻雜金屬化合物均勻混合后，保護氣氛下，混合物在爐窯中進行熱處理，得到球形磷酸鐵鋰粉體材料。本發(fā)明的方法制備的球形磷酸鐵鋰粉體材料，平均粒徑為4-15μm之間可以隨意控制，粒徑分布窄，材料振實密度高達1.4-2.2g/cm³，具有比容量高、倍率放電及安全性能好的特點。該方法工藝流程簡單，適合用于工業(yè)上大規(guī)模生產(chǎn)。
文檔編號H01M4/04GK101519199SQ20091008046
公開日2009年9月2日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者丁冬久, 劉會基, 靜 吳, 吳利軍, 用 朱, 李彥蓉, 李永軍, 江名喜, 袁超群, 平 邱, 閆忠強, 冶 陶, 騫 馬 申請人:金川集團有限公司