CN104332628B - 锂离子电池正极材料的制备方法及其锂离子电池 - Google Patents
锂离子电池正极材料的制备方法及其锂离子电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104332628B CN104332628B CN201410449694.7A CN201410449694A CN104332628B CN 104332628 B CN104332628 B CN 104332628B CN 201410449694 A CN201410449694 A CN 201410449694A CN 104332628 B CN104332628 B CN 104332628B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lithium
- preparation
- ion battery
- lithium ion
- precursor mixture
- 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.)
- Active
Links
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 32
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 29
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 239000010405 anode material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 21
- 229910000399 iron(III) phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 25
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 claims description 21
- 239000005955 Ferric phosphate Substances 0.000 claims description 19
- 229940032958 ferric phosphate Drugs 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 18
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims description 16
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- KBIWNQVZKHSHTI-UHFFFAOYSA-N 4-n,4-n-dimethylbenzene-1,4-diamine;oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O.CN(C)C1=CC=C(N)C=C1 KBIWNQVZKHSHTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N Fe3+ Chemical compound [Fe+3] VTLYFUHAOXGGBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Natural products OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 claims description 6
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 6
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 6
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 claims description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 238000000875 high-speed ball milling Methods 0.000 claims description 5
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 claims description 4
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical compound [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 claims description 4
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 4
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 3
- 239000011790 ferrous sulphate Substances 0.000 claims description 3
- 235000003891 ferrous sulphate Nutrition 0.000 claims description 3
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 2
- 229910052493 LiFePO4 Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 3
- 229910010710 LiFePO Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000000975 co-precipitation Methods 0.000 abstract 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229910000329 aluminium sulfate Inorganic materials 0.000 description 5
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 4
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 3
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 3
- 159000000013 aluminium salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 229910052603 melanterite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229910000904 FeC2O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1397—Processes of manufacture of electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/028—Positive electrodes
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种锂离子电池正极材料的制备方法及其锂离子电池，采用共沉淀法先将Al3+均匀地沉积在FePO4·2H2O颗粒中，然后将其与锂源混合煅烧制备LiFePO4。相对于用多种原料混合，两种原料的混合方式更易混合均匀，获得成分均一、电化学性能优异的LiFePO4。通过此种方法获得的材料用于锂离子电池正极时，具有较高的能量密度和良好的导电性，使得锂离子电池具有高的比容量以及稳定的循环性能。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种锂离子电池正极材料的制备方法及以该正极材料做为正极所制成的锂离子电池，尤其是锂离子电池正极材料为一种铝掺杂的磷酸铁锂的制备方法及锂离子电池。
【背景技术】
橄榄石型LiFePO4因具有理论比容量高、安全性能好和循环性能优良等多种优点，成为一种非常有前景的锂离子电池正极材料。然而，LiFePO4的电子导电率(10-9～10-10S/cm)和锂离子扩散速率(1.8×10-14cm2/s)较低，使得其高倍率下的电化学性能较差。通过在LiFePO4颗粒表面包覆导电剂(碳或金属粉末)和掺杂高导电率金属离子的方法，可以大幅度提高LiFePO4的导电率，从而提高材料高倍率放电性能；优化合成工艺，制备精细(如纳米级、亚微米级)LiFePO4粉末，可以缩短Li+的扩散路径。
研究者们多是以FeC2O4为原料，采用固相法制备掺杂型LiFePO4，但是，在掺杂量较低的情况下，机械法难以将锂源、铁源、磷源和掺杂源4种原料混合均匀；而采用溶胶-凝胶法虽然能将各原料混合均匀，但成本较高，工业应用价值不大。
【发明内容】
为解决上述问题，本发明提供一种锂离子电池正极材料的制备方法，包含下列步骤：
步骤1，制备含铝磷酸铁前驱体：将硫酸亚铁、磷酸和铝盐溶于去离子水中，搅拌同时加入双氧水使Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ)，再加入氨水调节pH值至酸性后可得到白色沉淀物，经洗涤、过滤及干燥后即得不同掺Al量的FePO4·2H2O，为含铝磷酸铁前驱体；
步骤2，制备前驱混合物：按比例称取Li2CO3、铝磷酸铁前驱体及乙二酸；以乙醇为介质，在常温下进行研磨后得到前驱混合物；
步骤3，烧结：将前驱混合物烘干后置入程序控温管式炉，在惰性气体气氛下进行煅烧，随炉冷却即得橄榄石型Al3+掺杂LiFePO4。
优选的，在前述步骤1中加入氨水调节pH值为调节至pH值2.0～4.0。
优选的，在前述步骤1中白色沉淀物干燥温度为80-100℃，干燥时间为8-12小时。
优选的，在前述步骤2中的比例为摩尔比
n(Li):n(Fe):n(C)＝(1+y/2):1:1.8，其中所述y为0.01-0.5。
优选的，在前述步骤2中的研磨为球磨，球磨为在乙醇介质中，转速500-700r/min高速球磨4-8小时。
优选的，前述步骤3中惰性气体为氩气。
优选的，前述步骤3中前驱混合物烘干温度为50℃-80℃。
本发明再提出一种锂离子电池，包含有电池正极及电池负极，电池正极的材料为LiFePO4，由前述的制备方法制造而成。
优选的，将前述LiFePO4、乙炔黑和粘接剂混合，再以铝箔为基体制备成所述电池正极
优选的，前述LiFePO4、乙炔黑和粘接剂的质量比例为8:1:1
因此，本发明的有益效果是通过Al3+改性的磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料，并藉此制作成锂离子电池的正极；Al3+改性的磷酸铁锂结构稳定、电化学活性高，在成本控制、简化工艺、放电容量、循环性、大电流放电能力等方面具有较强的竞争优势，具有高性能高循环稳定性的特点。
【附图说明】
图1是本发明锂离子电池正极材料的制备方法流程示意图。
图2是未掺杂铝制备的磷酸铁锂正极材料的扫描电镜图。
图3是本发明铝掺杂的磷酸铁锂离子电池正极材料扫描电镜图。
图4是具体实施方式制备的铝掺杂的磷酸铁锂正极材料与未掺杂铝制备的磷酸铁锂正极材料的首次重放电曲线图。
【具体实施方式】
本发明主要揭露一种锂离子电池正极材料的制备方法，其中锂离子电池放电的基本原理已为相关技术领域的技术人员所熟知，故以下文中的说明，不再对锂离子电池作完整描述。同时，以下文中所对照的图式，主要表达与本发明特征有关的示意，并未亦不需要依据实际尺寸完整绘制，在先说明。
请参考图1，为本发明锂离子电池正极材料的制备方法流程示意图，包含下列步骤：
步骤1，制备含铝磷酸铁前驱体：将硫酸亚铁、磷酸和铝盐溶于去离子水中，在强烈搅拌下加入足量的双氧水使得全部Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ)，用氨水调节pH值至2.0～4.0左右，反应5-30min，得到白色沉淀洗涤-过滤3次，然后于80-100℃干燥8-12h即得不同掺Al量的FePO4·2H2O，为含铝磷酸铁前驱体；
步骤2，球磨制备无定型前驱混合物：按摩尔比
n(Li):n(Fe):n(C)＝(1+y/2):1:1.8(其中y为0.01-0.5)称取一定量的Li2CO3、铝磷酸铁前驱体和乙二酸；以乙醇为介质，在常温下转速为500-700r/min进行球磨4-8h小时后得到浅绿色无定形前驱混合物；
步骤3，烧结：将混合物于50-80℃烘干后置入程序控温管式炉，在氩气气氛下于500℃-800℃煅烧8-12小时，随炉冷却即得橄榄石型Al 3+掺杂LiFePO4。
图2为未掺杂铝制备的磷酸铁锂正极材料的扫描电镜图；图3为本发明含铝磷酸铁锂离子电池正极材料扫描电镜图，由图2及图3的比较可见未掺杂铝制备的磷酸铁锂正极材料及含铝磷酸铁锂离子电池正极材料在微观结构上的差异，含铝磷酸铁锂颗粒表面包覆较密集的导电材料，可以大幅度提高磷酸铁锂的导电率，从而提高材料高倍率放电性能。
此外，在本发明中还涉及一种锂离子电池，包含有电池正极及电池负极，电池正极的材料为LiFePO4，由前述的步骤所制备而成，再将前述LiFePO4、乙炔黑和粘接剂以质量比例8:1:1混合，再以铝箔为基体可制成锂离子电池正极。
实施例1：首先称取一定量的FeSO4·7H2O、H3PO4和Al2(SO4)3·18H2O，溶于去离子水中，在强烈搅拌下加入足量的H2O2，使得全部Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ)，用NH3·H2O调节pH值至2.0左右，反应时间约为30分钟，将得到的乳白色沉淀物洗涤-过滤反复进行至少3次，然后于100℃干燥12小时即得不同掺Al量的FePO4·2H2O，为含铝磷酸铁前驱体。
再按摩尔比n(Li):n(Fe):n(C)＝1.005:1:1.8，称取一定量的Li2CO3、含铝磷酸铁前驱体和乙二酸；以乙醇为介质，在常温下高速球磨4h后得到浅绿色无定形的前驱混合物；将前驱混合物于80℃烘干后置入程序控温管式炉，在氩气气氛下于600℃煅烧12小时，随炉冷却即得橄榄石型Al3+掺杂LiFePO4。
该样品在0.1C、1C和2C倍率下的首次放电比容量分别为162.4、152.2和142.0mA·h/g，在1C倍率下循环100次后的放电比容量高达149.7mA·h/g，如图4所示。
实施例2：称取一定量的FeSO4·7H2O、H3PO4和Al2(SO4)3·18H2O，溶于去离子水中，在强烈搅拌下加入足量的H2O2，使得全部Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ)，再用NH3·H2O调节pH值至3.0左右，反应时间约为15分钟，将得到的乳白色沉淀物洗涤-过滤反复进行至少3次，然后于95℃干燥12小时即得不同掺Al量的FePO4·2H2O，为含铝磷酸铁前驱体。
再按摩尔比n(Li):n(Fe):n(C)＝1.01:1:1.8，称取一定量的Li2CO3、含铝磷酸铁前驱体和乙二酸；并以乙醇为介质，在常温下高速球磨3h后得到浅绿色无定形的前驱混合物；将前驱混合物于80℃烘干后置入程序控温管式炉，在氩气气氛下于800℃煅烧10小时，随炉冷却即得橄榄石型Al3+掺杂LiFePO4。
实施例3：称取一定量的FeSO4·7H2O、H3PO4和Al2(SO4)3·18H2O，溶于去离子水中，在强烈搅拌下加入足量的H2O2，使得全部Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ)，再用NH3·H2O调节pH值至4.0左右，反应时间约为12分钟，将得到的乳白色沉淀物洗涤-过滤反复进行至少3次，然后于100℃干燥12小时即得不同掺Al量的FePO4·2H2O，为含铝磷酸铁前驱体。
再按摩尔比n(Li):n(Fe):n(C)＝1.25:1:1.8，称取一定量的Li2CO3、含铝磷酸铁前驱体和乙二酸；并以乙醇为介质，在常温下高速球磨4h后得到浅绿色无定形的前驱混合物；将前驱混合物于80℃烘干后置入程序控温管式炉，在氩气气氛下于700℃煅烧10.5小时，随炉冷却即得橄榄石型Al3+掺杂LiFePO4。
实施例4：将前述实施例的LiFePO4与乙炔黑和粘接剂PVdF按质量比8:1:1混合，再以铝箔为基体制备成直径14mm的圆片作为正极片。将正极片与负极片(直径15mm的Li片)、隔膜(Celgard2400微孔聚丙烯膜)和电解液(1mol/L LiPF6/(EC+EMC+DMC)，V(EC):V(EMC):V(DMC)＝1:1:1)组装成CR2025型扣式锂离子电池。
以上所述仅为本发明较佳的实施方式，并非用以限定本发明的权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域专门人士应可明了及实施，因此其他未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在权利要求中。
Claims (8)
1.一种锂离子电池正极材料的制备方法，其特征在于包含下列步骤：
步骤1，制备含铝磷酸铁前驱体：将硫酸亚铁、磷酸和硫酸铝溶于去离子水中，搅拌同时加入双氧水使Fe(Ⅱ)氧化成Fe(Ⅲ)，再加入氨水调节pH值至2.0～4.0后可得到白色沉淀物，经洗涤、过滤及干燥后即得不同掺Al量的FePO4·2H2O，为所述含铝磷酸铁前驱体，其中，所述白色沉淀物干燥温度为80-100℃，干燥时间为8-12小时；
步骤2，制备前驱混合物：按比例称取Li2CO3、所述含铝磷酸铁前驱体及乙二酸；以乙醇为介质，在常温下进行研磨后得到所述前驱混合物；
步骤3，烧结：将所述前驱混合物烘干后置入程序控温管式炉，在惰性气体气氛下进行煅烧，随炉冷却即得橄榄石型Al3+掺杂LiFePO4。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的比例为摩尔比n(Li):n(Fe):n(C)＝(1+y/2):1:1.8，其中所述y为0.01-0.5。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤2中的研磨为球磨，所述球磨为在乙醇介质中，转速500-700r/min高速球磨4-8小时。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中所述惰性气体为氩气。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤3中所述前驱混合物烘干温度为50℃-80℃。
6.一种锂离子电池，包含有电池正极及电池负极，其特征在于：所述电池正极的材料为橄榄石型Al3+掺杂LiFePO4，由权利要求1至5任一项所述的制备方法制造而成。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于：将所述橄榄石型Al3+掺杂LiFePO4、乙炔黑和粘接剂混合，再以铝箔为基体制备成所述电池正极。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于：所述橄榄石型Al3+掺杂LiFePO4、乙炔黑和粘接剂的质量比例为8:1:1。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410449694.7A CN104332628B (zh) | 2014-09-04 | 2014-09-04 | 锂离子电池正极材料的制备方法及其锂离子电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410449694.7A CN104332628B (zh) | 2014-09-04 | 2014-09-04 | 锂离子电池正极材料的制备方法及其锂离子电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104332628A CN104332628A (zh) | 2015-02-04 |
| CN104332628B true CN104332628B (zh) | 2017-09-15 |
Family
ID=52407314
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410449694.7A Active CN104332628B (zh) | 2014-09-04 | 2014-09-04 | 锂离子电池正极材料的制备方法及其锂离子电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104332628B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104743536B (zh) * | 2015-02-10 | 2017-02-01 | 常州普格纳能源材料有限公司 | 一种磷酸盐系正极材料的制备方法 |
| CN111977628A (zh) * | 2020-09-04 | 2020-11-24 | 中南大学 | 从锂离子电池中回收制备磷酸铁锂的方法 |
| CN113460987A (zh) * | 2021-05-17 | 2021-10-01 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种掺杂磷酸铁及其制备方法和应用 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1775665A (zh) * | 2005-11-30 | 2006-05-24 | 重庆大学 | 一种制备磷酸亚铁锂的方法 |
| CN101070149A (zh) * | 2007-06-07 | 2007-11-14 | 孝感学院 | 一种真空碳还原制备的磷酸铁锂材料及方法 |
| CN101212049A (zh) * | 2007-12-21 | 2008-07-02 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 掺杂的磷酸铁锂活性物质与碳组成的正极材料及制备方法 |
| CN101692488A (zh) * | 2009-09-11 | 2010-04-07 | 河南新飞科隆电源有限公司 | 掺杂金属元素磷酸铁的合成方法 |
| CN102593453A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-07-18 | 安徽工业大学 | 以冶金含铁尘泥为主要原料制备多离子掺杂型磷酸铁的方法 |
| CN103232028A (zh) * | 2012-04-26 | 2013-08-07 | 张健 | 磷酸铁钡产品及其制备方法和用途 |
-
2014
- 2014-09-04 CN CN201410449694.7A patent/CN104332628B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1775665A (zh) * | 2005-11-30 | 2006-05-24 | 重庆大学 | 一种制备磷酸亚铁锂的方法 |
| CN101070149A (zh) * | 2007-06-07 | 2007-11-14 | 孝感学院 | 一种真空碳还原制备的磷酸铁锂材料及方法 |
| CN101212049A (zh) * | 2007-12-21 | 2008-07-02 | 中国科学院上海硅酸盐研究所 | 掺杂的磷酸铁锂活性物质与碳组成的正极材料及制备方法 |
| CN101692488A (zh) * | 2009-09-11 | 2010-04-07 | 河南新飞科隆电源有限公司 | 掺杂金属元素磷酸铁的合成方法 |
| CN102593453A (zh) * | 2012-03-29 | 2012-07-18 | 安徽工业大学 | 以冶金含铁尘泥为主要原料制备多离子掺杂型磷酸铁的方法 |
| CN103232028A (zh) * | 2012-04-26 | 2013-08-07 | 张健 | 磷酸铁钡产品及其制备方法和用途 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104332628A (zh) | 2015-02-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yang et al. | Morphology-controlled solvothermal synthesis of LiFePO 4 as a cathode material for lithium-ion batteries | |
| CN103109399B (zh) | 一种含锂盐-石墨烯复合材料及其制备方法 | |
| CN102201576B (zh) | 一种多孔碳原位复合磷酸铁锂正极材料及其制备方法 | |
| CN100448772C (zh) | 高密度超微复合型磷酸铁锂正极材料的制备方法 | |
| CN105355885A (zh) | 一种锂离子电池复合正极材料LiMn1-xFexPO4/C的合成方法 | |
| CN105047924B (zh) | 一种硅酸锰锂类锂离子电池正极材料及其制备方法 | |
| CN104934574A (zh) | 一种用于锂离子电池的超高密度四氧化三钴/多孔石墨烯纳米复合负极材料的制备方法 | |
| CN107732176A (zh) | 纳米级锂离子电池正极材料的制备方法 | |
| CN103956485A (zh) | 一种三维分级结构的磷酸铁锂电极材料及其制备方法 | |
| CN107768613A (zh) | 一种包覆碳的磷酸锰铁锂的制备方法 | |
| CN105742592B (zh) | 一种w/w2c/活性碳包覆的锂离子电池正极材料制备方法 | |
| CN105529439A (zh) | 利用水热法制备磷酸铁锂的方法及其制备的磷酸铁锂 | |
| CN110444740A (zh) | 一种借助苯胺聚合限域作用合成石墨烯/碳包覆磷酸铁锂小尺度纳米复合材料的方法 | |
| Bai et al. | Preparation and electrochemical performance of LiFePO4/C microspheres by a facile and novel co-precipitation | |
| CN102479945A (zh) | 球形磷酸铁锂正极材料的制备方法 | |
| CN108336309B (zh) | 一种钙钛矿型开框架铁基氟化物正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN108428877A (zh) | 纳米Fe3O4@C原位复合多孔锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
| CN104332628B (zh) | 锂离子电池正极材料的制备方法及其锂离子电池 | |
| CN114171729A (zh) | 一种石墨烯基磷酸铁锂正极材料的制备方法 | |
| CN106025180A (zh) | 核壳结构锂离子电池负极材料GeO2/C及其制备方法 | |
| CN116632191B (zh) | 一种改性磷酸锰铁锂正极材料及其制备方法和锂离子电池 | |
| CN112768664A (zh) | 一种钌掺杂的磷酸铁锂复合正极材料的制备方法 | |
| CN103066286B (zh) | 一种锂离子正极材料钒、锑共掺杂磷酸铁锂及其制备方法 | |
| CN102593449B (zh) | 一种同时掺杂金属离子和氟离子的磷酸亚铁锂材料及其合成方法 | |
| CN109399600B (zh) | 一种三维有序大孔氟磷酸亚铁钠材料的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20180510 Address after: No. 188, Miyun District, Miyun District, Beijing, Beijing Patentee after: Beijing treasure Car Co.,Ltd. Address before: 102206, Beijing, Shahe Town, Changping District Road, sand Yang Patentee before: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd. |
|
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No. 188, Miyun District, Miyun District, Beijing, Beijing Patentee after: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No. 188, Miyun District, Miyun District, Beijing, Beijing Patentee before: Beijing treasure Car Co.,Ltd. Country or region before: China |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20240304 Address after: 102206, Beijing, Shahe, Changping District Town, Sha Yang Road, Lao Wan Village North Patentee after: BEIQI FOTON MOTOR Co.,Ltd. Country or region after: China Address before: No. 188, Miyun District, Miyun District, Beijing, Beijing Patentee before: Beijing baowo Automobile Co.,Ltd. Country or region before: China |