CN102386411A - 一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C及其制备方法 - Google Patents

一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102386411A
CN102386411A CN2011103548993A CN201110354899A CN102386411A CN 102386411 A CN102386411 A CN 102386411A CN 2011103548993 A CN2011103548993 A CN 2011103548993A CN 201110354899 A CN201110354899 A CN 201110354899A CN 102386411 A CN102386411 A CN 102386411A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ball
lifepo
compressing tablet
lithium ion
positive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2011103548993A
Other languages
English (en)
Inventor
张敬捧
关成善
宗继月
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shandong Goldencell Electronics Technology Co Ltd
Original Assignee
Shandong Goldencell Electronics Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shandong Goldencell Electronics Technology Co Ltd filed Critical Shandong Goldencell Electronics Technology Co Ltd
Priority to CN2011103548993A priority Critical patent/CN102386411A/zh
Publication of CN102386411A publication Critical patent/CN102386411A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C及其制备方法,原材料为磷酸铁、碳酸锂、有机碳;碳酸锂、磷酸铁和有机碳,其配比按摩尔比Li:Fe:P:C=(1.0~1.2):1:1:(0.6~1.2),其中:C为有机碳中的C;通过湿相球磨混料,球磨后的浆料经烘干、粉碎、造粒,混合原材料经过自动粉体压片机进行压片,将原料压片放入惰性气氛炉中,碳热还原一次烧结合成,对合成的材料进行粉碎后通过气流粉碎分级、过筛,得到颗粒均匀的材料。采用本方法工艺简单,操作方便,节约了时间,降低了生产成本,提高了材料的振实密度,从而提高了材料的实际比容量。

Description

一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池材料技术领域,涉及一种高容量锂离子电池正极材料磷酸铁锂及其制备方法。
背景技术
随着便攫式电子产品、电动工具等在市场上的广泛应用,锂离子电池行业呈现出迅速发展的态势。LiCoO2作为目前应用最多的锂离子正极材料具有工作电压高,充放电电压平稳,适合大电流放电,比能量高,循环性能好等优点,但LiCoO2实际比容量仅为理论容量的50%左右,钴的利用率低,抗过充电性能差,在较高充电电压下比容量迅速降低。另外钴资源匮乏,价格高,因此在很大程度上限制了钴系锂离子电池的使用范围,尤其是在电动汽车和大型储备电源方面受到限制。LiNiO2合成条件苛刻,难于实现工业化,且该材料本身存在安全性能等问题,阻碍了其实际应用。LiMnO2安全性能好、价格便宜、且环境友好,但该材料理论容量仅为148mAh/g,而且在充放电过程中易发生结构畸变,造成容量迅速衰减,特别是在温度较高时的使用条件下,容量衰减更加突出,所以很难推广应用。
LiFePO4作为锂离子二次电池正极材料具有资源丰富,价格便宜,无吸湿性,无毒,环境友好,热稳定性好,安全性高等优点,倍受人们的青睐。LiFePO4具备橄榄石晶体结构, 理论容量为170mAh·g–1,有相对于锂金属负极的稳定放电平台3.4V。LiFePO4具有非常稳定的充放电电压平台,主要是由于LiFePO4晶体中2个Fe原子和一个P原子共用一个O原子,Fe-O-P的诱导效应削弱了Fe-O键的强度,而聚阴离子团PO4 3- 使LiFePO4结构稳定,并降低了Fe3+/Fe2+氧化还原电对的费米能级,从而增加电极电位。尽管LiFePO结构紧密,但在很大程度上,LiFePO4的循环性能良好。这主要是由于LiFePO与FePO4结构相似,锂离子脱出/嵌入后,LiFePO4晶体结构几乎不发生重排。
LiFePO4在循环和安全方面的优异性能已得到业界公认,目前,LiFePO4的合成主要是以固相法为主,以锂的碳酸盐(或氢氧化物、磷酸盐)、亚铁盐(草酸亚铁、乙酸亚铁、磷酸亚铁)、磷酸盐(磷酸二氢铵、磷酸氢二铵)为原料混合,在惰性气体保护条件下,将原料先低温煅烧再高温煅烧,经过二次烧结合成LiFePO4。合成的LiFe2PO4大都是由无规则的颗粒组成,粉体材料的堆积密度较低(振实密度为1.0~1.4g/cm3),导致LiFePO4的实际比容量较低,这就很大程度的限制了它的使用范围。因此,优化合成工艺,提高LiFePO4的比容量对于LiFePO4在锂离子二次电池中的应用十分重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C及其制备方法,要解决的技术问题是提高LiFePO4材料的实际比容量,降低材料的生产成本,并适合工业化生产。
一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:原材料为磷酸铁、碳酸锂、有机碳;碳酸锂、磷酸铁和有机碳,其配比按摩尔比Li:Fe:P:C=(1.0~1.2):1:1:(0.6~1.2),其中:C为有机碳中的C;通过湿相球磨混料,球磨后的浆料经烘干、粉碎、造粒,混合原材料经过自动粉体压片机进行压片,将原料压片放入惰性气氛炉中,碳热还原一次烧结合成,对合成的材料进行粉碎后通过气流粉碎分级、过筛,得到颗粒均匀的材料。
根据所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:所述的湿相球磨方法中的溶剂采用无水乙醇,其重量为混合料总重量的2~3倍。
根据所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:所述的球磨机为行星式球磨机,公转的转速为100r/min~500r/min,自转的转速为200r/min~800r/min,球磨时间为5h~24h。
根据所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:球磨罐为氧化锆、玛瑙、陶瓷材质中的一种,磨球为氧化锆、玛瑙、陶瓷材质中的一种或几种,磨球的直径在10mm~50mm。
根据所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:混合湿料与磨球的重量比为1:0.5~1:10。
根据所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:所述的有机碳为蔗糖、果糖、淀粉、葡萄糖或纤维素中的一种或几种。
根据所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:所述的自动粉体压片机压片压力为1000kg~2000kg,压片面积为5cm2,压片厚度为1cm。
根据所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:所述碳热还原一次合成法,煅烧温度为600℃~800℃,煅烧时间为2h~30h,保护气体为氮气或氩气;所述的材料过筛为350目。
一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C的制备方法,其步骤是:采用碳酸锂、磷酸铁和有机碳按照摩尔比Li:Fe:P:C=(1.0~1.2):1:1:(0.6~1.2),其中C为有机碳中的C,直接混合后加入上述物质重量总和2~3倍的无水乙醇,在行星式球磨机中进行球磨5h~24h,混合湿料与磨球的重量比为1:0.5~1:10,球磨机公转的转速为100r/min~500r/min,自转的转速为200r/min~800r/min,球磨后的浆料经烘干、粉碎、造粒,混合原材料经过自动粉体压片机进行压片,压片压力为1000kg~2000kg;将原料压片放入惰性气氛炉中煅烧,煅烧温度600℃~800℃,煅烧时间2h~30h,制得磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C;将LiFePO4/C材料进行粉碎后通过气流粉碎分级,过筛,得到颗粒均匀的磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C。
根据所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C的制备方法,其特征是:所述碳酸锂、磷酸铁和葡萄糖按照摩尔比Li:Fe:P:C=1.2:1:1:0.6,C为葡萄糖中的C,直接混合后加入上述物质重量总和2倍的无水乙醇,在行星式球磨机中进行球磨10h,球磨罐和磨球均为氧化锆材质,磨球直径为10mm,混合湿料与磨球的重量比为1:0.8,球磨机公转的转速为400r/min,自转的转速为800r/min,球磨后的浆料经烘干、粉碎、造粒,混合原材料经过自动粉体压片机进行压片,压片压力为1000kg,压片面积为5cm2,压片厚度为1cm;将原料压片放入惰性气氛炉中煅烧,煅烧温度600℃,煅烧时间8h,制得复合材料LiFePO4/C;将LiFePO4/C复合材料进行粉碎后通过气流粉碎分级,过350目筛,得到颗粒均匀的复合正极材料LiFePO4/C。
本发明的优点与效果是:
1. 本发明加入有机碳,有机碳一方面作为还原剂使得Fe3+还原完全,另一方面焙烧过程中可以在LiFePO4颗粒表面包覆一层碳,从而提高电子的导电性,另外,适量的碳的加入可以有效控制LiFePO4粒子的生长速度,减少锂离子扩散路径,有利于锂离子电池的脱嵌,可以提高材料的比容量,使得材料具有良好的导电性和稳定的电化学性能。
2. 本发明采用碳酸锂作为锂原,反应生成的一氧化碳同样具有还原作用,有利于原料的充分利用。
3.本发明的混料方式采用湿相球磨,湿相球磨使得原材料混合更加均匀。
4.本发明采用粉体压片机对原材料进行压片,经过压片的原材料结合更加紧密,烧结过程中反应更加充分,合成材料振实密度大,提高了材料的实际比容量。
5.本发明采用便宜和容易获得的三价铁为原料,经过一次煅烧合成,避免了二次烧结的复杂工艺,烧结过程中气体产量少,生产设备简单,适合大规模生产。
附图说明
图1是本发明实施例1中磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C的x衍射图谱(Cu Kα辐射λ=0.154056 nm)。
图2是本发明实施例1中磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C的扫描电子显微镜(SEM)照片,放大倍率为5000倍。
图3是本发明实施例1中磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C的粒度分布曲线。
图4是本发明实施例1中磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C制备半电池的0.2C放电曲线。
图5是本发明实施例1中磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C制备18650成品电池的0.5C放电曲线。
图6是本发明实施例1中磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C制备半电池的1C循环性能曲线。
图7是本发明实施例1中磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C制备18650成品电池1C循环性能曲线。
具体实施方式
本发明采用以下技术方案:一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C及其制备方法,其步骤是:采用碳酸锂、磷酸铁和有机碳按照摩尔比Li:Fe:P:C=(1.0~1.2):1:1:(0.6~1.2)(C为有机碳中的C)直接混合后加入上述物质重量总和2~3倍的无水乙醇,在行星式球磨机中进行球磨5h~24h,混合湿料与磨球的重量比为1:0.5~1:10,球磨机公转的转速为100r/min~500r/min,自转的转速为200r/min~800r/min,球磨后的浆料经烘干、粉碎、造粒,混合原材料经过自动粉体压片机进行压片,压片压力为1000kg~2000kg,压片面积为5cm2,压片厚度为1cm。将原料压片放入惰性气氛炉中煅烧,煅烧温度600℃~800℃,煅烧时间2h~30h,制得磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C。将LiFePO4/C材料进行粉碎后通过气流粉碎分级,过350目筛,得到颗粒均匀的磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C。
本发明中的有机碳为蔗糖、果糖、淀粉、葡萄糖、纤维素中的一种或几种。
本发明中的球磨机为行星球磨机,球磨罐为氧化锆、玛瑙、陶瓷材质中的一种,磨球为氧化锆、玛瑙、陶瓷材质中的一种或几种,磨球的直径在10mm~50mm。
本发明中的惰性气体为氮气或氩气。
本发明中的烘干、粉碎、造粒、气流粉碎分级、过筛工艺均是本技术领域通用的公知工艺。
实施例1
碳酸锂、磷酸铁和葡萄糖按照摩尔比Li:Fe:P:C=1.2:1:1:0.6(C为葡萄糖中的C)直接混合后加入上述物质重量总和2倍的无水乙醇,在行星式球磨机中进行球磨10h,球磨罐和磨球均为氧化锆材质,磨球直径为10mm,混合湿料与磨球的重量比为1:0.8,球磨机公转的转速为400r/min,自转的转速为800r/min,球磨后的浆料经烘干、粉碎、造粒,混合原材料经过自动粉体压片机进行压片,压片压力为1000kg,压片面积为5cm2,压片厚度为1cm。将原料压片放入惰性气氛炉中煅烧,煅烧温度600℃,煅烧时间8h,制得复合材料LiFePO4/C。将LiFePO4/C复合材料进行粉碎后通过气流粉碎分级,过350目筛,得到颗粒均匀的复合正极材料LiFePO4/C。
采用荷兰PHILIPS公司D/max-2500型转靶X射线多晶体衍射仪测得本实施例制得的复合材料LiFePO4/C的X射线衍射图谱(Cu Kα辐射λ=0.154056 nm)如图1所示,从图中可以看出,制得的复合材料LiFePO4/C为正交晶系橄榄石型结构,空间群为Pnmb,图谱中不存在杂质峰,产物纯度高。采用荷兰PHILIPS XL30型扫描电子显微镜进行材料的微观形貌分析,照片如图2所示,放大倍率为5000倍,材料无团聚现象,颗粒呈现出类球形且分布均匀。采用珠海欧美克科技有限公司制造的LS-800型激光粒度分析仪对所制备的磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C进行粒径测试,测得材料的中位粒径为3.5μm,粒度分布曲线如图3所示。采用ST-08 SSA TESTING INSTRUMENT仪器进行比表面积测试,测得的比表面积为14m2/g。采用RJM/PF-300B振实密度测试仪测得振实密度为1.5g/cm3
使用该实施例制备复合材料LiFePO4/C,利用ZL200820075220.0 扣式电池实验测试用的模块装置组装扣式电池。以LiFePO4/C作为正极活性物质,乙炔黑为导电剂,60%的聚四氟乙烯乳液(PTFE)为粘结剂,三种物质按照质量比85:10:5混合。用无水乙醇作分散剂,超声分散10min,然后反复搅拌成团、辊压成薄膜,在电热真空干燥箱中110℃干燥1h以上备用。电池的装配在充满N2的南京南大天尊电子有限公司真空手套箱中进行,负极采用金属锂片,电池隔膜采用Celgard 2400(PE)膜,电解液采用1mol/L LiPF6/碳酸乙烯酯(EC)和二甲基碳酸酯(DMC)(其体积比为1:1)混合液。使用武汉金诺电子有限公司CT2001A电池测试系统在恒温(25℃)下对电池进行充放电测试,充放电电压为2.3~4.2V,充放倍率为0.2C时,电池的放电容量达到158mAh/g,0.2C放电曲线如图4所示,1C循环100周后,容量保持很好,未见其衰减,1C循环曲线如图6所示。
本实施例制备的复合材料LiFePO4/C所有测试都在公司内进行,包括成品电池的制备与检测。使用本实施例制备的复合材料LiFePO4/C和本公司其它锂离子电池原材料,在半自动锂离子电池生产线上制备18650圆柱电池,按照公司《18650-1700mAh-3.3V锂离子电池工艺技术标准 (精工容量型材料)》执行,电池的加工性能良好,其中正极片的压实密度为2.3g/cm3。电池制成后对电池进行充放电性能和循环性能测试,18650电池0.5C放电电容量达到1723mAh,0.5C放电曲线如图5所示,复合材料LiFePO4/C的0.5C克容量大于150 mAh/g,1C放电克容量大于145 mAh/g,电池的1C循环2000次容量保持88%,1C循环曲线如图7所示。
实施例2
碳酸锂、磷酸铁和蔗糖按照摩尔比Li:Fe:P:C=1.2:1:1:0.8(C为蔗糖中的C)直接混合后加入上述物质重量总和2倍的无水乙醇,在球磨机中进行球磨12h,球磨罐和磨球均为氧化锆材质,磨球直径为10mm,混合湿料与磨球的重量比为1:1.1,球磨机公转的转速为400r/min,自转的转速为800r/min,球磨后的浆料经烘干、粉碎、造粒,混合原材料经过自动粉体压片机进行压片,压片压力为1000kg,压片面积为5cm2,压片厚度为1cm。将原料压片放入惰性气氛炉中煅烧,煅烧温度600℃,煅烧时间10h,制得复合正极材料LiFePO4/C。将LiFePO4/C材料进行粉碎后通过气流粉碎分级,过350目筛,得到颗粒均匀的复合材料LiFePO4/C。在和实施例1相同条件下,测得该材料的中位粒径为3.5μm,比表面积为13m2/g,,振实密度为1.45g/cm3。制作出的半电池0.2C放电容量达到159mAh/g,循环100周后,容量保持很好,未见其衰减。制作的18650成品电池0.5C放电电容量大于1700mAh,复合材料LiFePO4/C的0.5C克容量大于150mAh/g,0.5C克容量大于145mAh/g,电池的1C循环寿命大于2500次。
实施例3
碳酸锂、磷酸铁和蔗糖按照摩尔比Li:Fe:PO4:C=1.2:1:1:1(C为蔗糖中的C)直接混合后加入上述物质重量总和3倍的无水乙醇,在球磨机中进行球磨15h,球磨罐和磨球均为氧化锆材质,磨球直径为10mm,混合湿料与磨球的重量比为1:0.5,球磨机公转的转速为300r/min,自转的转速为600r/min,球磨后的浆料经烘干、粉碎、造粒,混合原材料经过自动粉体压片机进行压片,压片压力为1000kg,压片面积为5cm2,压片厚度为1cm。将原料压片放入惰性气氛炉中煅烧,煅烧温度800℃,煅烧时间6h,制得复合材料LiFePO4/C。将LiFePO4/C材料进行粉碎后通过气流粉碎分级,过350目筛,得到颗粒均匀的复合材料LiFePO4/C。在和实施例1相同条件下,测得该材料的中位粒径为3.1μm,比表面积为13m2/g,,振实密度为1.5g/cm3。制作出的半电池0.2C放电容量达到158mAh/g,循环100周后,容量保持很好,未见其衰减。制作的18650成品电池0.5C放电电容量大于1700mAh,复合材料LiFePO4/C的0.5C克容量大于150mAh/g,1C克容量大于145mAh/g,电池的1C循环寿命大于2500次。
实施例4
碳酸锂、磷酸铁和葡萄糖按照摩尔比Li:Fe:P:C=1.1:1:1:1.2(C为葡萄糖中的C)直接混合后加入上述物质重量总和3倍的无水乙醇,在球磨机中进行球磨5h,球磨罐和磨球均为陶瓷材质,磨球直径为30mm,混合湿料与磨球的重量比为1:0.8,球磨机公转的转速为200r/min,自转的转速为400r/min,球磨后的浆料经烘干、粉碎、造粒,混合原材料经过自动粉体压片机进行压片,压片压力为2000kg,压片面积为5cm2,压片厚度为1cm。将原料压片放入惰性气氛炉中煅烧,煅烧温度800℃,煅烧时间8h,制得复合材料LiFePO4/C。将LiFePO4/C材料进行粉碎后通过气流粉碎分级,过350目筛,得到颗粒均匀的复合材料LiFePO4/C。在和实施例1相同条件下,测得该材料的中位粒径为3.2μm,比表面积为11m2/g,,振实密度为1.55g/cm3。制作出的半电池0.2C放电容量达到159mAh/g,循环100周后,容量保持很好,未见其衰减。制作的18650成品电池0.5C放电电容量大于1700mAh,复合材料LiFePO4/C的0.5C克容量大于150mAh/g,1C克容量大于145mAh/g,电池的1C循环寿命大于2500次。
实施例5
碳酸锂、磷酸铁和葡萄糖按照摩尔比Li:Fe:P:C=1.2:1:1:0.8(C为葡萄糖中的C)直接混合后加入上述物质重量总和3倍的无水乙醇,在球磨机中进行球磨8h,球磨罐和磨球均为陶瓷材质,磨球直径为30mm,混合湿料与磨球的重量比为1:1,球磨机公转的转速为200r/min,自转的转速为400r/min,球磨后的浆料经烘干、粉碎、造粒,混合原材料经过自动粉体压片机进行压片,压片压力为2000kg,压片面积为5cm2,压片厚度为1cm。将原料压片放入惰性气氛炉中煅烧,煅烧温度800℃,煅烧时间5h,制得复合材料LiFePO4/C。将LiFePO4/C材料进行粉碎后通过气流粉碎分级,过350目筛,得到颗粒均匀的复合材料LiFePO4/C。在和实施例1相同条件下,测得该材料的中位粒径为3.8μm,比表面积为12m2/g,,振实密度为1.57g/cm3。制作出的半电池0.2C放电容量达到156mAh/g,循环100周后,容量保持很好,未见其衰减。制作的18650成品电池0.5C放电电容量大于1700mAh,复合材料LiFePO4/C的0.5C克容量大于150mAh/g,1C克容量大于145mAh/g,电池的1C循环寿命大于2500次。
在上述实施例中,列举了蔗糖、葡萄糖,实施例中没有列举果糖、淀粉和纤维素,以上有机碳均具有共同的化学性能,均具有还原性能,并在反应过程中,多余的碳能够包覆在材料表面,提高材料的导电性,并能够抑制颗粒的生长,有利于锂离子的潜入和脱出,提高材料的实际比容量,因此同样适用于本专利。
在上述实施例中,例举了氮气,实施例中没有列举氩气,氩气具有更好的惰性,能够抑制二价铁的氧化,因此同样适用于本专利。
上述实施例中,例举了氧化锆、陶瓷球磨罐和磨球,实施例中没有列举玛瑙球磨罐和磨球,以上材质均有硬度高、耐磨、抗腐蚀的特性,均适用于本专利。
本发明的LiFePO4/C复合材料,具有比容量高、循环性能好、加工性能好的特点,同时本发明的制备方法易于工业化生产。

Claims (10)

1.一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:原材料为磷酸铁、碳酸锂、有机碳;碳酸锂、磷酸铁和有机碳,其配比按摩尔比Li:Fe:P:C=(1.0~1.2):1:1:(0.6~1.2),其中:C为有机碳中的C;通过湿相球磨混料,球磨后的浆料经烘干、粉碎、造粒,混合原材料经过自动粉体压片机进行压片,将原料压片放入惰性气氛炉中,碳热还原一次烧结合成,对合成的材料进行粉碎后通过气流粉碎分级、过筛,得到颗粒均匀的材料。
2.根据权利要求1所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:所述的湿相球磨方法中的溶剂采用无水乙醇,其重量为混合料总重量的2~3倍。
3.根据权利要求1所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:所述的球磨机为行星式球磨机,公转的转速为100r/min~500r/min,自转的转速为200r/min~800r/min,球磨时间为5h~24h。
4.根据权利要求1所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:球磨罐为氧化锆、玛瑙、陶瓷材质中的一种,磨球为氧化锆、玛瑙、陶瓷材质中的一种或几种,磨球的直径在10mm~50mm。
5.根据权利要求1所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:混合湿料与磨球的重量比为1:0.5~1:10。
6.根据权利要求1所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:所述的有机碳为蔗糖、果糖、淀粉、葡萄糖或纤维素中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:所述的自动粉体压片机压片压力为1000kg~2000kg,压片面积为5cm2,压片厚度为1cm。
8.根据权利要求1所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C,其特征是:所述碳热还原一次合成法,煅烧温度为600℃~800℃,煅烧时间为2h~30h,保护气体为氮气或氩气;所述的材料过筛为350目。
9.一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C的制备方法,其步骤是:采用碳酸锂、磷酸铁和有机碳按照摩尔比Li:Fe:P:C=(1.0~1.2):1:1:(0.6~1.2),其中C为有机碳中的C,直接混合后加入上述物质重量总和2~3倍的无水乙醇,在行星式球磨机中进行球磨5h~24h,混合湿料与磨球的重量比为1:0.5~1:10,球磨机公转的转速为100r/min~500r/min,自转的转速为200r/min~800r/min,球磨后的浆料经烘干、粉碎、造粒,混合原材料经过自动粉体压片机进行压片,压片压力为1000kg~2000kg;将原料压片放入惰性气氛炉中煅烧,煅烧温度600℃~800℃,煅烧时间2h~30h,制得磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C;将LiFePO4/C材料进行粉碎后通过气流粉碎分级,过筛,得到颗粒均匀的磷酸铁锂复合材料LiFePO4/C。
10.根据权利要求9所述的一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C的制备方法,其特征是:所述碳酸锂、磷酸铁和葡萄糖按照摩尔比Li:Fe:P:C=1.2:1:1:0.6,C为葡萄糖中的C,直接混合后加入上述物质重量总和2倍的无水乙醇,在行星式球磨机中进行球磨10h,球磨罐和磨球均为氧化锆材质,磨球直径为10mm,混合湿料与磨球的重量比为1:0.8,球磨机公转的转速为400r/min,自转的转速为800r/min,球磨后的浆料经烘干、粉碎、造粒,混合原材料经过自动粉体压片机进行压片,压片压力为1000kg,压片面积为5cm2,压片厚度为1cm;将原料压片放入惰性气氛炉中煅烧,煅烧温度600℃,煅烧时间8h,制得复合材料LiFePO4/C;将LiFePO4/C复合材料进行粉碎后通过气流粉碎分级,过350目筛,得到颗粒均匀的复合正极材料LiFePO4/C。
CN2011103548993A 2011-11-10 2011-11-10 一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C及其制备方法 Pending CN102386411A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103548993A CN102386411A (zh) 2011-11-10 2011-11-10 一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2011103548993A CN102386411A (zh) 2011-11-10 2011-11-10 一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102386411A true CN102386411A (zh) 2012-03-21

Family

ID=45825574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2011103548993A Pending CN102386411A (zh) 2011-11-10 2011-11-10 一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102386411A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102916184A (zh) * 2012-10-23 2013-02-06 中国科学院过程工程研究所 锂离子电池正极材料硅酸锂系化合物、制备方法及其用途
CN103682342A (zh) * 2013-12-26 2014-03-26 山东精工电子科技有限公司 一种提高振实密度和比容量的磷酸铁锂制备方法
CN103794799A (zh) * 2014-02-28 2014-05-14 大连交通大学 一步实现碳包覆和Na+掺杂制备LiFePO4正极材料的方法
CN103825008A (zh) * 2014-03-21 2014-05-28 中国科学院新疆理化技术研究所 一种三维多孔锂电池正极片的制备方法
CN103840164A (zh) * 2012-11-23 2014-06-04 中国科学院金属研究所 一种碳纳米导电剂用于锂离子电池水系浆料的方法
CN106602061A (zh) * 2016-12-28 2017-04-26 天津先众新能源科技股份有限公司 一种高密度磷酸铁锂材料的制备方法
CN108807867A (zh) * 2018-04-25 2018-11-13 福建翔丰华新能源材料有限公司 一种使用简单球磨制备锡碳材料的方法
CN109626348A (zh) * 2018-12-27 2019-04-16 山东精工电子科技有限公司 一种类足球烯框架式构造的高压实磷酸铁锂的合成方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101519198A (zh) * 2009-04-16 2009-09-02 丁建民 一种正极材料磷酸铁锂的制备方法
CN101582496A (zh) * 2009-06-05 2009-11-18 华南理工大学 一种锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂/碳的制法
CN102107862A (zh) * 2011-01-20 2011-06-29 铜陵金泰电池材料有限公司 利用木质纤维作为碳源制备磷酸铁锂的方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101519198A (zh) * 2009-04-16 2009-09-02 丁建民 一种正极材料磷酸铁锂的制备方法
CN101582496A (zh) * 2009-06-05 2009-11-18 华南理工大学 一种锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂/碳的制法
CN102107862A (zh) * 2011-01-20 2011-06-29 铜陵金泰电池材料有限公司 利用木质纤维作为碳源制备磷酸铁锂的方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102916184A (zh) * 2012-10-23 2013-02-06 中国科学院过程工程研究所 锂离子电池正极材料硅酸锂系化合物、制备方法及其用途
CN103840164A (zh) * 2012-11-23 2014-06-04 中国科学院金属研究所 一种碳纳米导电剂用于锂离子电池水系浆料的方法
CN103682342A (zh) * 2013-12-26 2014-03-26 山东精工电子科技有限公司 一种提高振实密度和比容量的磷酸铁锂制备方法
CN103682342B (zh) * 2013-12-26 2016-02-24 山东精工电子科技有限公司 一种提高振实密度和比容量的磷酸铁锂制备方法
CN103794799A (zh) * 2014-02-28 2014-05-14 大连交通大学 一步实现碳包覆和Na+掺杂制备LiFePO4正极材料的方法
CN103825008A (zh) * 2014-03-21 2014-05-28 中国科学院新疆理化技术研究所 一种三维多孔锂电池正极片的制备方法
CN103825008B (zh) * 2014-03-21 2016-01-13 中国科学院新疆理化技术研究所 一种三维多孔锂电池正极片的制备方法
CN106602061A (zh) * 2016-12-28 2017-04-26 天津先众新能源科技股份有限公司 一种高密度磷酸铁锂材料的制备方法
CN106602061B (zh) * 2016-12-28 2019-02-05 天津先众新能源科技股份有限公司 一种高密度磷酸铁锂材料的制备方法
CN108807867A (zh) * 2018-04-25 2018-11-13 福建翔丰华新能源材料有限公司 一种使用简单球磨制备锡碳材料的方法
CN109626348A (zh) * 2018-12-27 2019-04-16 山东精工电子科技有限公司 一种类足球烯框架式构造的高压实磷酸铁锂的合成方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104134801B (zh) 氮化碳-石墨烯包覆磷酸铁锂复合正极材料及其制备方法
CN101162776B (zh) 适用于高倍率动力电池用的磷酸铁锂及其制备方法
CN101081696B (zh) 锂离子动力电池用磷酸铁锂材料及其制备方法
CN101315981B (zh) 一种锂离子电池用磷酸亚铁锂正极材料及改性方法
CN102386411A (zh) 一种高容量锂离子电池正极材料LiFePO4/C及其制备方法
CN101752555B (zh) 一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备方法
CN101630739B (zh) 掺杂改性的磷酸铁锂的制备方法
CN102745663B (zh) 制备磷酸铁锂材料的方法
CN101420034A (zh) 碳包覆粒度可控球形磷酸铁锂复合正极材料及其制备方法
CN111952590A (zh) 一种提升安全和循环性能的锂离子电池正极材料及制备方法
CN105047921A (zh) 锂离子电池正极材料复合磷酸铁锂及其制备方法和锂离子电池
CN102376957A (zh) 一种低温型磷酸铁锂正极材料及其制备方法
CN102856553A (zh) 一种水热合成碳包覆磷酸铁锂的制备方法
CN101826617A (zh) 磷酸铁锂的制备方法
CN101728514B (zh) 锂离子电池正极材料复合磷酸亚铁锂及其制备方法
CN102751493A (zh) 磷酸铁锂的制备方法
CN114665058A (zh) 一种锂离子电池正极材料磷酸锰铁锂的制备方法
CN102738463A (zh) 一种采用edta为碳源包覆改性磷酸钒锂正极材料的方法
CN101931073A (zh) 一种磷酸铁锂/碳复合正极材料的制备方法
CN115207340A (zh) 一种钠离子电池层状氧化物正极材料及其制备方法和应用
CN109786693A (zh) 一种碳纳米管复合磷酸铁锂正极材料的制备方法
CN102208624A (zh) 一种低温固相法制备碳包覆磷酸亚铁锂正极材料的方法
CN101399341B (zh) 磷酸铁锂的电池正极材料制备方法
CN103137966A (zh) 一种掺杂改性磷酸铁锂正极材料的制备方法
CN1964105A (zh) 一种复合掺杂改性锂离子电池正极材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20120321