CN108128763A - 一种磷酸铁锂正极材料制备过程中被氧化中间体的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种磷酸铁锂正极材料制备过程中被氧化中间体的处理方法，包括步骤：称取磷酸铁锂制备过程中被氧化的中间体，在溶剂中混合研磨；根据磷酸铁锂被氧化中间体中碳含量、三价铁含量，计算将三价铁还原成二价铁所需还原剂的量，称取计算量的还原剂，加入浆料中，继续混合研磨；干燥后惰性气氛保护下烧结，得到磷酸铁锂正极材料。本发明处理被氧化中间体所制得的磷酸铁锂正极材料具有导电性好、振实密度高的优点；本发明使用有机碳源参与还原，过程简单且无污染，有效的解决了被氧化中间体处理的难题，最大程度的减少生产损失。

Description

一种磷酸铁锂正极材料制备过程中被氧化中间体的处理方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池正极材料技术领域，具体是一种磷酸铁锂正极材料制备过程中被氧化中间体的处理方法。
背景技术
磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料因其具有较好的循环稳定性、安全性以及对环境友好等优点而备受关注。在目前各种工艺生产过程中，均需要惰性气体进行气氛保护，以防止中间体氧化而报废。但由于设备故障或其他原因，不可避免的会出现部分中间体被氧化。目前处理此部分被氧化中间体的方法基本上采用酸性物质还原，此类方法处理较为繁琐且过程存在酸液污染环境的问题。
为了避免上述问题，最大程度的减少生产损失，本方法使用有机碳源参与还原，过程简单且无污染，有效的解决了被氧化中间体处理的难题。
发明内容
本发明是为了解决磷酸铁锂制备过程中中间体因被氧化而报废的问题，提供了一种磷酸铁锂正极材料制备过程中被氧化中间体的处理方法，该制备方法步骤简单，成本低，通过该方法制得的LiFePO4各项指标均正常。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种磷酸铁锂正极材料制备过程中被氧化中间体的处理方法，包括以下步骤：
(1)称取磷酸铁锂制备过程中被氧化的中间体，在溶剂中混合研磨1-2h，得到浆料；
(2)根据磷酸铁锂被氧化中间体中碳含量、三价铁含量，计算将三价铁还原成二价铁所需还原剂的量，称取计算量的还原剂，加入步骤(1)磷酸铁锂被氧化中间体浆料中，继续混合研磨2-3h；
(3)将步骤(2)混合研磨后的浆料在90-100℃下真空干燥，干燥料于700-780℃下烧结6-10h，全程惰性气体保护，得到磷酸铁锂正极材料。
进一步方案，所述步骤(1)中溶剂为水、乙醇、甲醇、丙酮中的一种或者两种以上的组合。
进一步方案，所述步骤(2)中磷酸铁锂被氧化中间体中三价铁含量的测定方法为碘量法或重铬酸钾法。
进一步方案，所述步骤(2)中还原剂的计算公式为其中m为磷酸铁锂被氧化中间体的质量，A为三价铁的百分含量，M为还原剂的分子量，C为碳的百分含量，35％为还原剂的高温无氧残碳量(高温烧结后碳的残余量)。
进一步方案，所述步骤(2)中还原剂为蔗糖、葡萄糖、聚乙二醇、酚醛树脂、柠檬酸或淀粉中的一种或者两种以上的组合。
进一步方案，所述步骤(3)中惰性气体为氮气、氩气中的一种。
本发明的有益效果：本发明处理被氧化中间体所制得的磷酸铁锂正极材料具有导电性好、振实密度高的优点；本发明使用有机碳源参与还原，过程简单且无污染，有效的解决了被氧化中间体处理的难题，最大程度的减少生产损失。
附图说明
图1为本发明实施例1所得磷酸铁锂正极材料的XRD；
图2为本发明实施例1所得磷酸铁锂正极材料的SEM图；
图3为本发明实施例1所得磷酸铁锂正极材料的循环充放电曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述。
下述实施例中磷酸铁锂被氧化中间体中三价铁含量的测定方法为碘量法或重铬酸钾法。
下述实施例中还原剂的计算公式为其中m为磷酸铁锂被氧化中间体的质量，A为三价铁的百分含量，M为还原剂的分子量，C为碳的百分含量，35％为还原剂的高温无氧残碳量(高温烧结后碳的残余量)。
实施例1
(1)将1kg磷酸铁锂被氧化中间体全部分散于乙醇中，循环混合研磨1h；
(2)测试干燥料碳含量1％和三价铁含量5.5％，计算将三价铁还原成二价铁所需蔗糖的量为119g，称取计算量的蔗糖；
(3)将蔗糖用去离子水溶解后加入磷酸铁锂被氧化中间体浆料中，混合研磨2.5h；
(4)将混合研磨后的浆料在95℃下进行真空干燥，制得干燥料；将干燥料在750℃下烧结8h，全程使用氮气进行气氛保护，制得纯相磷酸铁锂正极材料。
实施例1所制得磷酸铁锂正极材料的XRD如图1，显示材料无明显杂质相，电性能循环曲线如图2，显示材料性能达到正常磷酸铁锂材料水平。
实施例2
(1)将1kg磷酸铁锂被氧化中间体全部分散于纯水中，循环研磨1.5h；
(2)测得干燥料碳含量1.05％和三价铁含量4.5％，计算将三价铁还原成二价铁所需葡萄糖的量51g，称取计算量的葡萄糖；
(3)将葡萄糖加入磷酸铁锂被氧化中间体浆料中，混合研磨3h；
(4)将混合研磨后得到的浆料在90℃下进行真空干燥，制得干燥料；将干燥料在730℃下烧结8h，全程使用氮气进行气氛保护，制得纯相的磷酸铁锂正极材料。
实施例3
(1)将1kg磷酸铁锂被氧化中间体称重全部分散于纯水中，循环研磨0.5h；
(2)测得干燥料碳含量1.1％和三价铁含量4.8％，计算将三价铁还原成二价铁所需聚乙二醇的量200g，称取计算量的聚乙二醇；
(3)将聚乙二醇溶解于去离子水后加入磷酸铁锂被氧化中间体浆料中，混合研磨2.5h；
(4)将混合研磨后得到的浆料在100℃下进行真空干燥，制得干燥料；将干燥料在700℃下烧结10h，全程使用氩气进行气氛保护，制得纯相的磷酸铁锂正极材料。
实施例4
(1)将1kg磷酸铁锂被氧化中间体全部分散于溶剂乙醇中后，循环研磨0.5h；
(2)测试干燥料碳含量1.05％和三价铁含量4.3％，计算将三价铁还原成二价铁所需柠檬酸的量52g，称取计算量的柠檬酸；
(3)将柠檬酸溶解后加入磷酸铁锂被氧化中间体浆料中，混合研磨2h；
(4)将混合研磨后得到的浆料在95℃下进行真空干燥，制得干燥料；将干燥料在780℃下烧结6h，全程使用氮气进行气氛保护，制得纯相的磷酸铁锂正极材料。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对实施案例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施案例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种磷酸铁锂正极材料制备过程中被氧化中间体的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)称取磷酸铁锂制备过程中被氧化的中间体，在溶剂中混合研磨1-2h，得到浆料；
(2)根据磷酸铁锂被氧化中间体中碳含量、三价铁含量，计算将三价铁还原成二价铁所需还原剂的量，称取计算量的还原剂，加入步骤(1)磷酸铁锂被氧化中间体浆料中，继续混合研磨2-3h；
(3)将步骤(2)混合研磨后的浆料在90-100℃下真空干燥，干燥料于700-780℃下烧结6-10h，全程惰性气体保护，得到磷酸铁锂正极材料。
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料制备过程中被氧化中间体的处理方法，其特征在于，所述步骤(1)中溶剂为水、乙醇、甲醇、丙酮中的一种或者两种以上的组合。
3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料制备过程中被氧化中间体的处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中磷酸铁锂被氧化中间体中三价铁含量的测定方法为碘量法或重铬酸钾法。
4.根据权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料制备过程中被氧化中间体的处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中还原剂的计算公式为其中m为磷酸铁锂被氧化中间体的质量，A为三价铁的百分含量，M为还原剂的分子量，C为碳的百分含量，35％为还原剂的高温无氧残碳量(高温烧结后碳的残余量)。
5.根据权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料制备过程中被氧化中间体的处理方法，其特征在于，所述步骤(2)中还原剂为蔗糖、葡萄糖、聚乙二醇、酚醛树脂、柠檬酸或淀粉中的一种或者两种以上的组合。
6.根据权利要求1所述的磷酸铁锂正极材料制备过程中被氧化中间体的处理方法，其特征在于，所述步骤(3)中惰性气体为氮气、氩气中的一种。
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