CN102897738A - 一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法 - Google Patents

一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102897738A
CN102897738A CN2012103620755A CN201210362075A CN102897738A CN 102897738 A CN102897738 A CN 102897738A CN 2012103620755 A CN2012103620755 A CN 2012103620755A CN 201210362075 A CN201210362075 A CN 201210362075A CN 102897738 A CN102897738 A CN 102897738A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
iron phosphate
iron
source
phosphate
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.)
Granted
Application number
CN2012103620755A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102897738B (zh
Inventor
蒋华锋
骆宏钧
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.)
Guangzhou Libode New Material Co., Ltd.
Original Assignee
JIANGSU GUOTAI LIBAO NEW MATERIAL 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 JIANGSU GUOTAI LIBAO NEW MATERIAL CO Ltd filed Critical JIANGSU GUOTAI LIBAO NEW MATERIAL CO Ltd
Priority to CN201210362075.5A priority Critical patent/CN102897738B/zh
Publication of CN102897738A publication Critical patent/CN102897738A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102897738B publication Critical patent/CN102897738B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法，包括以下步骤：将铁源、磷源和添加剂加入到去离子水中进行充分混合研磨2～8小时，所述铁源、磷源和添加剂的摩尔比为（0.97～1.03）：（0.97～1.03）：（0～0.03）；然后进行喷雾干燥得到球形磷酸铁前驱物；接着将球形磷酸铁前驱物在空气或氧气气氛下进行高温烧结，烧结温度为500～850℃，烧结6～12小时后得到电池级磷酸铁复合材料。本发明所述的制备方法反应条件温和、设备可靠性好、无废液污染，有助于提高磷酸铁锂材料在电动车、电动工具、汽车42V电池、光伏储能电池等大型动力电池方面的竞争力。

Description

一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种磷酸铁复合材料的制备方法。
背景技术
在动力电池领域，对电池材料有非常苛刻的要求，第一个就是安全性，由于磷酸铁锂本身结构的稳定性，在高温下不释放氧气，彻底杜绝了传统正极材料所带来的安全性问题，提高了动力电池的安全性；其次是优良的电化学性能，而且材料通过碳包覆和金属离子掺杂后具有优异的倍率特性，由于磷酸根良好的结构稳定性，理论上可以做到2000次的循环寿命，特别适合各种大功率电器用电池及汽车等动力电池，所以目前磷酸铁锂材料被公认为是最适合做大容量动力电池材料的首选材料。
磷酸铁在合成磷酸铁锂材料过程中具备形貌可控的优点，而且电池级磷酸铁的化学活性比氧化铁高，制备的磷酸铁锂材料电化学性能优良，在实体电池中1C容量发挥超过135mAh/g，因为磷酸铁的突出优点，目前已经成为了合成磷酸铁锂材料的主要原料。磷酸铁作为合成磷酸铁锂的最重要的原材料，磷酸铁复合物的铁磷比是最重要的一个指标。
目前电池级磷酸铁主要是采用沉淀法制备，所用原材料为硫酸亚铁、工业磷酸，采用双氧水和次氯酸钠做氧化剂，其生产过程如下：在氢氧化钠或者氨水条件下反应，控制pH值在2～4之间，当pH值高于2.5时，溶液中将会析出氢氧化铁沉淀，为了严格控制pH值，磷酸和硫酸亚铁的投料量摩尔比值一般约为3～6左右。
上述制备方法存在的缺点是：沉淀分离时废液酸性较强，并含有大量的磷酸根、硫酸根和钠离子，环境污染严重；并且需要耗费大量的水资源。
发明内容
本发明的目的是提供一种反应条件温和、设备可靠性好、无废液污染的电池级磷酸铁复合材料的制备方法。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。
所述的一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法，包括以下步骤：将铁源、磷源和添加剂加入到去离子水中进行充分混合研磨2～8小时，所述铁源、磷源和添加剂的摩尔比为（0.97～1.03）：（0.97～1.03）：（0～0.03）；然后进行喷雾干燥得到球形磷酸铁前驱物；接着将球形磷酸铁前驱物在空气或氧气气氛下进行高温烧结，烧结温度为500～850℃，烧结6～12小时后得到电池级磷酸铁复合材料；所述的铁源为草酸亚铁、氧化铁中的一种或几种；所述的磷源为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵中的一种或几种；所述的添加剂为氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化铜中的一种或几种。
进一步地，前述的一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法，其中，所述去离子水的用量为铁源、磷源和添加剂总重量的60％～150％。
进一步地，前述的一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法，其中，控制喷雾干燥过程中的进口温度为150～350℃，出口温度为80～150℃，雾化盘转速为6000～20000转/分。
进一步地，前述的一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法，其中，高温烧结过程中所用空气或氧气的进气量为10～30立方米/小时。
本发明的有益效果：本发明采用高温固相法合成电池级磷酸铁复合材料，与传统沉淀法制备正磷酸铁的方法相比，本发明所述方法的反应条件温和，不需要高酸性环境，设备可靠性好，同时减少了沉淀法中磷酸原材料的过量投入，节省了原材料成本；而且无废液产生，对环境无污染；制备的材料具有球形度好和振实密度高的优点，并将传统的正磷酸铁脱水工序一体化，可显著降低能耗和缩短工时，满足低成本高品质磷酸铁锂的原料需求，有助于提高磷酸铁锂材料在电动车、电动工具、汽车42V电池、光伏储能电池等大型动力电池方面的竞争力。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1。
取202.96g草酸亚铁（纯度97.5%），129.07g磷酸二氢铵（化学纯），1.75g氧化铜（分析纯），用400ml去离子水作为溶剂将草酸亚铁、磷酸二氢铵和氧化铜均匀分散研磨4小时后进行喷雾干燥；设定喷雾干燥参数，进口温度350℃，出口温度120℃，雾化盘转速20000转/分，然后将喷雾干燥得到的球形物料在空气中进行高温烧结，空气流量30立方米/小时，烧结温度750℃，烧结6小时后得到电池级磷酸铁复合材料。
实施例2。
取100.96g草酸亚铁（纯度97.5%），45.27g氧化铁红（纯度97.0%），148.00g磷酸氢二铵（化学纯），1.33g氧化镁（分析纯），用230ml去离子水作为溶剂将草酸亚铁、氧化铁红、磷酸氢二铵和氧化镁均匀分散研磨6小时后进行喷雾干燥；设定喷雾干燥参数，进口温度300℃，出口温度90℃，雾化盘转速8000转/分，然后将喷雾干燥得到的球形物料在氧气中进行高温烧结，氧气流量10立方米/小时，烧结温度650℃，烧结8小时后得到电池级磷酸铁复合材料。
实施例3。
取100.96g草酸亚铁（纯度97.5%），45.27g氧化铁红（纯度97.0%），65.50g磷酸二氢铵（化学纯），65.00g工业磷酸（85%质量浓度），0.88g氧化钛（分析纯），用280ml去离子水作为溶剂将草酸亚铁、氧化铁红、磷酸二氢铵、工业磷酸和氧化钛均匀分散研磨4小时后进行喷雾干燥；设定喷雾干燥参数，进口温度300℃，出口温度100℃，雾化盘转速12000转/分，然后将喷雾干燥得到的球形物料在氧气中进行高温烧结，氧气流量15立方米/小时，烧结温度680℃，烧结12小时后得到电池级磷酸铁复合材料。
实施例4。
取90.54g氧化铁红（纯度97.0%），75.00g磷酸氢二铵（化学纯），65.00g工业磷酸（85%质量浓度），1.31g氧化铜（分析纯），用240ml去离子水作为溶剂将氧化铁红、磷酸氢二铵、工业磷酸、氧化铜均匀分散研磨2小时后进行喷雾干燥；设定喷雾干燥参数，进口温度300℃，出口温度120℃，雾化盘转速8000转/分，然后将喷雾干燥得到的球形物料在空气中进行高温烧结，空气流量20立方米/小时，烧结温度500℃，烧结12小时后得到电池级磷酸铁复合材料。
实施例5。
取100.96g草酸亚铁（纯度97.5%），45.27g氧化铁红（纯度97.0%），167.3g磷酸铵（化学纯），0.44g氧化镁（分析纯），用300ml去离子水作为溶剂将草酸亚铁、氧化铁红、磷酸铵、氧化镁均匀分散研磨8小时后进行喷雾干燥；设定喷雾干燥参数，进口温度300℃，出口温度120℃，雾化盘转速8000转/分，然后将喷雾干燥得到的球形物料在氧气中进行高温烧结，氧气流量15立方米/小时，烧结温度550℃，烧结10小时后得到电池级磷酸铁复合材料。
实施例6。
取202.96g草酸亚铁（纯度97.5%），129.07g磷酸二氢铵（化学纯），用400ml去离子水作为溶剂将草酸亚铁、磷酸二氢铵均匀分散研磨4小时后进行喷雾干燥；设定喷雾干燥参数，进口温度350℃，出口温度120℃，雾化盘转速20000转/分，然后将喷雾干燥得到的球形物料在空气中进行高温烧结，空气流量30立方米/小时，烧结温度750℃，烧结6小时后得到电池级磷酸铁复合材料。
实施例7。
取202.96g草酸亚铁（纯度97.5%），129.07g磷酸二氢铵（化学纯），1.0g氧化铝（分析纯），用400ml去离子水作为溶剂将草酸亚铁、磷酸二氢铵和氧化铝均匀分散研磨4小时后进行喷雾干燥；设定喷雾干燥参数，进口温度350℃，出口温度120℃，雾化盘转速20000转/分，然后将喷雾干燥得到的球形物料在空气中进行高温烧结，空气流量30立方米/小时，烧结温度750℃，烧结6小时后得到电池级磷酸铁复合材料。
实施例8。
取202.96g草酸亚铁（纯度97.5%），129.07g磷酸二氢铵（化学纯），0.85g氧化铜（分析纯）、0.5g氧化铝（分析纯），用400ml去离子水作为溶剂将草酸亚铁、磷酸二氢铵、氧化铜和氧化铝均匀分散研磨4小时后进行喷雾干燥；设定喷雾干燥参数，进口温度350℃，出口温度120℃，雾化盘转速20000转/分，然后将喷雾干燥得到的球形物料在空气中进行高温烧结，空气流量30立方米/小时，烧结温度750℃，烧结6小时后得到电池级磷酸铁复合材料。
以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用同等变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明的权利保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将铁源、磷源和添加剂加入到去离子水中进行充分混合研磨2～8小时，所述铁源、磷源和添加剂的摩尔比为（0.97～1.03）：（0.97～1.03）：（0～0.03）；然后进行喷雾干燥得到球形磷酸铁前驱物；接着将球形磷酸铁前驱物在空气或氧气气氛下进行高温烧结，烧结温度为500～850℃，烧结6～12小时后得到电池级磷酸铁复合材料；所述的铁源为草酸亚铁、氧化铁中的一种或几种；所述的磷源为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵中的一种或几种；所述的添加剂为氧化铝、氧化钛、氧化镁、氧化铜中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法，其特征在于：所述去离子水的用量为铁源、磷源和添加剂总重量的60％～150％。
3.根据权利要求1或2所述的一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法，其特征在于：控制喷雾干燥过程中的进口温度为150～350℃，出口温度为80～150℃，雾化盘转速为6000～20000转/分。
4.根据权利要求1或2所述的一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法，其特征在于：高温烧结过程中所用空气或氧气的进气量为10～30立方米/小时。
CN201210362075.5A 2012-09-26 2012-09-26 一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法 Active CN102897738B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210362075.5A CN102897738B (zh) 2012-09-26 2012-09-26 一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210362075.5A CN102897738B (zh) 2012-09-26 2012-09-26 一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102897738A true CN102897738A (zh) 2013-01-30
CN102897738B CN102897738B (zh) 2014-07-23

Family

ID=47570276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210362075.5A Active CN102897738B (zh) 2012-09-26 2012-09-26 一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN102897738B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018064862A1 (zh) * 2016-10-09 2018-04-12 华南理工大学 一种添加还原性有机物制备磷酸铁材料的方法
CN108083330A (zh) * 2017-12-08 2018-05-29 蒋央芳 一种掺杂纳米二氧化钛的磷酸铁的制备
CN109179353A (zh) * 2018-08-29 2019-01-11 郑忆依 一种无水磷酸铁的制备工艺
CN111115604A (zh) * 2020-01-03 2020-05-08 博创宏远新材料有限公司 一种碳掺杂磷酸铁的制备方法
CN111232944A (zh) * 2020-03-19 2020-06-05 王敏 一种低成本磷酸铁的制备方法
CN114824163A (zh) * 2022-04-29 2022-07-29 佛山市德方纳米科技有限公司 一种正极材料及其制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101276910A (zh) * 2008-05-16 2008-10-01 北京工业大学 Fe5（PO4）4（OH）3的制备及其应用
CN101913586A (zh) * 2010-08-09 2010-12-15 中钢集团安徽天源科技股份有限公司 一种磷酸铁的制备方法及其产品
CN102556994A (zh) * 2011-12-02 2012-07-11 江西赣锋锂业股份有限公司 一种纳米级磷酸铁的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101276910A (zh) * 2008-05-16 2008-10-01 北京工业大学 Fe5（PO4）4（OH）3的制备及其应用
CN101913586A (zh) * 2010-08-09 2010-12-15 中钢集团安徽天源科技股份有限公司 一种磷酸铁的制备方法及其产品
CN102556994A (zh) * 2011-12-02 2012-07-11 江西赣锋锂业股份有限公司 一种纳米级磷酸铁的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
叶焕英等: "超细二水磷酸铁的制备研究", 《无机盐工业》 *
甘晖等: "影响水合磷酸铁充放电性能的两个因素", 《吉林化工学院学报》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018064862A1 (zh) * 2016-10-09 2018-04-12 华南理工大学 一种添加还原性有机物制备磷酸铁材料的方法
CN108083330A (zh) * 2017-12-08 2018-05-29 蒋央芳 一种掺杂纳米二氧化钛的磷酸铁的制备
CN108083330B (zh) * 2017-12-08 2019-10-25 蒋央芳 一种掺杂纳米二氧化钛的磷酸铁的制备方法
CN109179353A (zh) * 2018-08-29 2019-01-11 郑忆依 一种无水磷酸铁的制备工艺
CN111115604A (zh) * 2020-01-03 2020-05-08 博创宏远新材料有限公司 一种碳掺杂磷酸铁的制备方法
CN111232944A (zh) * 2020-03-19 2020-06-05 王敏 一种低成本磷酸铁的制备方法
CN114824163A (zh) * 2022-04-29 2022-07-29 佛山市德方纳米科技有限公司 一种正极材料及其制备方法和应用
CN114824163B (zh) * 2022-04-29 2024-03-12 佛山市德方纳米科技有限公司 一种正极材料及其制备方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN102897738B (zh) 2014-07-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103825024B (zh) 一种电池级磷酸铁及其制备方法
CN102491302B (zh) 电池级无水磷酸铁及其制备方法
CN109250698A (zh) 一种高振实密度磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法和应用
CN1305148C (zh) 高密度球形磷酸铁锂及磷酸锰铁锂的制备方法
CN102897738B (zh) 一种电池级磷酸铁复合材料的制备方法
CN101964411B (zh) LiFePO4复合型正极材料的制备方法
CN104518217A (zh) 一种电池级磷酸铁锰及其制备方法
CN106450282A (zh) 一种大单晶镍锰酸锂正极材料及其制备方法
CN105118995A (zh) 一种电池级磷酸铁的生产方法
CN1635648A (zh) 锂离子电池正极材料高密度球形磷酸铁锂的制备方法
CN102544447A (zh) 一种锂离子电池正极材料的制备方法
CN101339992A (zh) 锂离子电池正极材料硅酸钒锂的制备方法
CN105428628A (zh) 一种多孔球形的高压锂离子电池正极材料的制备方法
CN101944615B (zh) 一种锂离子电池用磷酸锰锂正极材料及其制备方法
CN114864932A (zh) 一种钠离子电池正极材料的制备方法
CN103311548B (zh) 一种三层核壳锂离子电池正极复合材料及其制备方法
CN102376956B (zh) 一种磷酸锰锂材料的制备方法
CN101850957A (zh) 一种制备锂离子电池正极材料纳米级磷酸亚铁锂的方法
CN101841021B (zh) 一种磷酸铁锂和磷酸钒锂复合正极材料及其制造方法
CN104752716B (zh) 一种磷酸铁锂及其制备方法和应用
CN103579621A (zh) 一种电池正极材料的制备方法
CN101593832A (zh) 锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的溶胶-凝胶制备方法
CN101920953B (zh) 一种球形LiVPO4F正极材料的制备方法
CN110510600A (zh) 一种石墨烯动力锂电池材料及其制备方法
CN102412399B (zh) 一种磷酸锰锂前躯体的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: GUANGZHOU LIBODE NEW MATERIAL CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: JIANGSU GUOTAI LIBODE NEW MATERIAL CO., LTD.

Effective date: 20141126

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 215600 SUZHOU, JIANGSU PROVINCE TO: 510000 GUANGZHOU, GUANGDONG PROVINCE

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20141126

Address after: 510000, No. 8, Jinghu Avenue, Xinhua Street, Huadu District, Guangdong, Guangzhou

Patentee after: Guangzhou Libode New Material Co., Ltd.

Address before: Zhangjiagang Economic Development Zone, Suzhou City, Jiangsu province 215600 city (North Pacific No. 33) Jiangsu Guotai Li Po new material limited company

Patentee before: Jiangsu Guotai Libao New Material Co., Ltd.