CN108539164B - 一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法 - Google Patents

一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108539164B
CN108539164B CN201810315182.XA CN201810315182A CN108539164B CN 108539164 B CN108539164 B CN 108539164B CN 201810315182 A CN201810315182 A CN 201810315182A CN 108539164 B CN108539164 B CN 108539164B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
iron phosphate
lithium iron
source
hours
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
Application number
CN201810315182.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN108539164A (zh
Inventor
石茂虎
刘红
陈帅
程冲
邱晓微
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.)
Chongqing Terui New Energy Materials Co ltd
Original Assignee
Chongqing Terui New Energy Materials 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 Chongqing Terui New Energy Materials Co ltd filed Critical Chongqing Terui New Energy Materials Co ltd
Priority to CN201810315182.XA priority Critical patent/CN108539164B/zh
Publication of CN108539164A publication Critical patent/CN108539164A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108539164B publication Critical patent/CN108539164B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/364—Composites as mixtures
    • 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
    • H01M4/36—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
    • 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
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • 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
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/626—Metals
    • 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
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • 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)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

一种延长磷酸亚铁锂放电电压平台时间的方法，包括铜纳米颗粒配制‑前驱体制备‑前驱体烧结‑粉碎四个步骤。本发明的有益效果是不仅获得的电池容量高，还可使得磷酸亚铁锂1C放电到3.1V的电压平台时间延长了17.78%。

Description

一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法
技术领域
本发明涉及新能源材料领域，具体涉及一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法。
背景技术
作为新一代能源系统，锂离子电池在电动汽车、卫星、航天及军事领域有广泛应用。众多研究表明，LiFePO4可能成为最有前途的锂离子电池的正极材料之一，主要是因为磷酸亚铁锂较高的放电容量、平稳的放电平台、优异的高低温循环和廉价的成本等优势。
在电池恒电流充放电时，电压都有一个平稳的过程，而这一平稳值就是充放电平台。磷酸亚铁锂的脱/嵌锂反应为LiFePO4/FePO4之间的相变反应，充放电曲线在3.4V（相对于Li+/Li）有一很平的放电平台。平稳的放电平台保证了用电设备端电压的稳定性，有利于简化和稳定电路元器件；延长放电平台，更有益于提高能量密度和延长续航时间。但是，在合成磷酸亚铁锂过程中，由于受到原材料纯度和各种工艺参数波动的影响，会产生一些具有较低电压的杂相化合物，如2.8V的Li3Fe2(PO4)3、2.9V的LiFeP2O7和3.1V的Fe4(P2O7)3等，这些杂相化合物不仅会降低磷酸亚铁锂的容量和能量密度，还会缩短3.4V（相对于Li+/Li）的放电平台，一般合成的磷酸亚铁锂1C放电到3.1V电压平台时间只有45分钟，其仍有提高的可能性。
综上可知，提高磷酸亚铁锂放电电压平台时间是必然趋势，也是当下亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，其获得的电池容量高，且使得磷酸亚铁锂1C放电到3.1V电压平台时间延长了17.78%。
本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，包括以下步骤：
S1，铜纳米颗粒配制：在体积比为（0.5～1）：（0.5～1）：（0.5～1）的乙醇、甲醇和异辛烷的混合溶剂中，加入铜源使其浓度为0.03～0.08mol/l，同时开启搅拌装置和超声波辅助设备，混合0.5～1小时后，加入有机酸使其浓度为0.06～0.16mol/l，继续搅拌、超声处理1～2小时，然后加入尿素水溶液使其浓度为0.3～1.0mol/l，继续搅拌超声2～3小时；
S2，前驱体制备：向S1的溶液中加入表面活性剂使其加入后浓度为0.003～0.008mol/l，搅拌分散0.5～1小时，然后加入碳源和去离子水，加入的碳源使碳的质量为整体质量的2%-7%；加入的去离子水与有机溶剂的体积比为（1～2）：1，混合1～2小时，依次加入锂源、铁源和磷源使其比例为Li：Fe：P=(1～1.05)：1：(1～1.03)，且磷酸铁锂的摩尔数：铜的摩尔数=100：（1～2.6）；之后混合4～8小时后将全部浆料转移至纳米砂磨机中研磨4～12小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒；
S3, 前驱体烧结：将S2所得产物，在高纯惰性气氛中烧结，即以2.5～5℃/min升温至600～800℃保温6～12小时，随后自然降温；
S4，粉碎：将S3所得的物料，使用气流粉碎机粉碎，得到粒度为1～2微米均匀的高活性磷酸亚铁锂。
进一步地，铜源为二水氯化铜或无水氯化铜中的一种或两种。
进一步地，有机酸为具有还原性的柠檬酸、草酸、酒石酸和乳酸中的一种或一种以上。
进一步地，S1中超声波辅助设备的超声频率为10k～80k赫兹，功率为500瓦～2000瓦；搅拌速率为100～300转每分钟。
进一步地，表面活性剂为十八烷基硫酸钠、硬脂酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或一种以上。
进一步地，碳源主要为葡萄糖、蔗糖或果糖中的一种或一种以上；锂源为碳酸锂、磷酸锂、磷酸二氢锂、草酸锂、一水氢氧化锂中的一种或一种以上；铁源为氧化铁、草酸亚铁、氧化亚铁、四氧化三铁、氯化铁、氯化亚铁、氢氧化铁、硝酸铁、硝酸亚铁、二水磷酸铁或无水磷酸铁中的一种或一种以上；磷源为磷酸一氢氨、磷酸二氢铵或磷酸中的一种或一种以上。
进一步地，纳米砂磨机的研磨介质为0.3～0.4mm的氧化锆球，转速为1500～3000转/分钟；
进一步地，喷雾干燥进口和出口温度分别为160～250℃、80～110℃，雾化盘转速为16000～24000转/分钟；高纯惰性气氛为氮气或氩气。
进一步地，气流破碎采用0.8MPa的空气压力，粒度控制到1-2微米。
在本发明中，超声波辅助设备为超声波搅拌器；也可以单独使用超声波搅拌机。
本发明提供一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，磷酸铁锂的合成过程受到各种不稳定工艺影响，比如烧结温度、反应时间、炉膛气氛和碳源含量等，会导致反应不充分或过度反应，使得生成的磷酸铁锂不能完全发挥出应有的电性能。加入单分散无定型的铜纳米颗粒后，可以发挥铜的催化效应，降低磷酸铁锂反应动力阻力，还能借助铜良好的导电性提高磷酸铁锂的电导性，使锂离子脱嵌更加顺畅，有利于容量的发挥。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：不仅可获得的电池容量高，还可使得磷酸亚铁锂1C放电到3.1V电压平台时间延长了17.78%。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
量取乙醇2.2L、甲醇2.2L和异辛烷2.2L，称取33.93g二水氯化铜，加入到超声设备中，设定搅拌速率100转/分钟，超声频率为15kw，混合0.5小时后，加入76.43g柠檬酸，继续搅拌超声1小时，然后加入3L体积的0.3mol/l尿素水溶液，搅拌超声3小时。继续加入10.76g十八烷基硫酸钠表面活性剂，搅拌分散0.5小时，然后加入3.5L去离子水和300g葡萄糖，混合1小时，依次加入736g碳酸锂和3001g磷酸铁，混合4小时后将全部浆料转移至纳米砂磨机中研磨6小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒，进出口温度分别为180和80℃，雾化盘转釜18000转/分钟。前驱体在氮气气氛中，以2.5℃/min升温至600℃保温8小时，随后自然降温。使用气流破碎机粉碎，气流破碎采用0.8MPa的空气压力，得到磷酸亚铁锂成品。
实施例2
量取乙醇2.0L、甲醇2.6L和异辛烷2.0L，称取26.76g无水氯化铜，加入到超声设备中，设定搅拌速率200转/分钟，超声频率为25kw，混合0.5小时后，加入90g草酸，继续搅拌超声2小时，然后加入3L体积的0.4mol/l尿素水溶液，搅拌超声2小时。继续加入10.07g十二烷基苯磺酸钠表面活性剂，搅拌分散0.5小时，然后加入4L去离子水和200g蔗糖，混合1小时，依次加入836g一水合氢氧化锂和3001g磷酸铁，混合4小时后将全部浆料转移至纳米砂磨机中研磨4小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒，进出口温度分别为150℃和80℃，雾化盘转釜20000转/分钟。前驱体在氮气气氛中，以2.5℃/min升温至650℃保温8小时，随后自然降温。使用气流破碎机粉碎，气流破碎采用0.8MPa的空气压力，得到磷酸亚铁锂成品。
实施例3
量取乙醇2.6L、甲醇2.0L和异辛烷2.0L，称取26.76g无水氯化铜，加入到超声设备中，设定搅拌速率250转/分钟，超声频率为35kw，混合0.5小时后，加入90g乳酸，继续搅拌超声2小时，然后加入3L体积的0.5mol/l尿素水溶液，搅拌超声2小时。继续加入8.85g硬脂酸钠表面活性剂，搅拌分散0.5小时，然后加入4.5L去离子水和350g果糖，混合1小时，依次加入736g碳酸锂、质量分数为85%的磷酸2294g和1592g氧化铁，混合4小时后将全部浆料转移至纳米砂磨机中研磨8小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒，进出口温度分别为250℃和110℃，雾化盘转釜20000转/分钟。前驱体在氮气气氛中，以2.5℃/min升温至710℃保温10小时，随后自然降温。使用气流破碎机粉碎，气流破碎采用0.8MPa的空气压力，得到磷酸亚铁锂成品。
实施例4
量取乙醇1L、甲醇2.6L和异辛烷3.0L，称取26.76g无水氯化铜，加入到超声设备中，设定搅拌速率300转/分钟，超声频率为45kw，混合0.5小时后，加入150g酒石酸，继续搅拌超声2小时，然后加入3L体积的0.6mol/l尿素水溶液，搅拌超声2小时。继续加入10.05g硬脂酸钠表面活性剂，搅拌分散0.5小时，然后加入5L去离子水和350g果糖，混合1小时，依次加入736g碳酸锂、2289g磷酸二氢铵和1535g四氧化三铁，混合4小时后将全部浆料转移至纳米砂磨机中研磨7小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒，进出口温度分别为160℃和90℃，雾化盘转釜21000转/分钟。前驱体在氩气气氛中，以2.5℃/min升温至720℃保温12小时，随后自然降温。使用气流破碎机粉碎，气流破碎采用0.8MPa的空气压力，得到磷酸亚铁锂成品。
实施例5
量取乙醇2.2L、甲醇2.2L和异辛烷2.2L，称取33.93g二水氯化铜，加入到超声设备中，设定搅拌速率100转/分钟，超声频率为10kw，混合1小时后，加入76.43g柠檬酸，继续搅拌超声1小时，然后加入3L体积的0.3mol/l尿素水溶液，搅拌超声3小时。继续加入10.76g十八烷基硫酸钠表面活性剂，搅拌分散0.5小时，然后加入3.5L去离子水和300g葡萄糖，混合1小时，依次加入736g碳酸锂和3001g磷酸铁，混合4小时后将全部浆料转移至纳米砂磨机中研磨4小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒，进出口温度分别为160℃和80℃，雾化盘转釜16000转/分钟。前驱体在氮气气氛中，以2.5℃/min升温至600℃保温6小时，随后自然降温。使用气流破碎机粉碎，气流破碎采用0.8MPa的空气压力，得到磷酸亚铁锂成品。
实施例6
量取乙醇2.0L、甲醇2.6L和异辛烷2.0L，称取26.76g无水氯化铜，加入到超声设备中，设定搅拌速率300转/分钟，超声频率为80kw，混合0.5小时后，加入90g草酸，继续搅拌超声3小时，然后加入3L体积的0.4mol/l尿素水溶液，搅拌超声2小时。继续加入10.07g十二烷基苯磺酸钠表面活性剂，搅拌分散0.5小时，然后加入4L去离子水和200g蔗糖，混合1小时，依次加入836g一水合氢氧化锂和3001g磷酸铁，混合8小时后将全部浆料转移至纳米砂磨机中研磨4小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒，进出口温度分别为250℃和110℃，雾化盘转釜24000转/分钟。前驱体在氩气气氛中，以5℃/min升温至800℃保温12小时，随后自然降温。使用气流破碎机粉碎，气流破碎采用0.8MPa的空气压力，得到磷酸亚铁锂成品。
实施例7
一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，包括以下步骤：
S1，铜纳米颗粒配制：在体积比为0.5：0.5：0.5的乙醇、甲醇和异辛烷的混合溶剂中，加入二水氯化铜使其浓度为0.03mol/l，同时开启搅拌装置和超声波辅助设备，超声频率为10k赫兹，功率为500瓦，搅拌速率为100转/分钟；混合0.5小时后，加入乳酸使其浓度为0.06mol/l，继续搅拌、超声处理1小时，然后加入尿素水溶液使其浓度为0.3mol/l，继续搅拌超声2小时；
S2，前驱体制备：向S1的溶液中加入十二烷基苯磺酸钠使其加入后浓度为0.003mol/l，搅拌分散0.5小时，然后加入葡萄糖和去离子水，加入的葡萄糖使碳的质量为整体质量的2%；加入的去离子水与有机溶剂的体积比为1：1，混合1～2小时，依次加入磷酸锂、氧化铁，使其中比例为Li：Fe：P=1：1：1，且磷酸铁锂的摩尔数：铜的摩尔数=100：1；之后混合4小时后将全部浆料转移至纳米砂磨机中研磨4小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒；纳米砂磨机的研磨介质为0.3mm的氧化锆球，转速为1500转/分钟；喷雾干燥进口和出口温度分别为160℃、80℃，雾化盘转速为16000转/分钟；高纯惰性气氛为氮气；
S3, 前驱体烧结：将S2所得产物，在高纯惰性气氛中烧结，即以2.5℃/min升温至600℃保温12小时，随后自然降温；
S4，粉碎：将S3所得的物料，使用气流粉碎机粉碎，气流破碎采用0.8MPa的空气压力，得到粒度为1～2微米均匀的高活性磷酸亚铁锂。
实施例8
一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，包括以下步骤：
S1，铜纳米颗粒配制：在体积比为1：1： 1的乙醇、甲醇和异辛烷的混合溶剂中，加入无水氯化铜使其浓度为0.08mol/l，同时开启搅拌装置和超声波辅助设备，超声频率为80k赫兹，功率为2000瓦，搅拌速率为300转/分钟；混合1小时后，加入酒石酸使其浓度为0.16mol/l，继续搅拌、超声处理2小时，然后加入尿素水溶液使其浓度为1.0mol/l，继续搅拌超声3小时；
S2，前驱体制备：向S1的溶液中加入硬脂酸钠使其加入后浓度为0.008mol/l，搅拌分散1小时，然后加入蔗糖和去离子水，加入的蔗糖使碳的质量为整体质量的7%；加入的去离子水与有机溶剂的体积比为2：1，混合2小时，依次加入磷酸二氢锂、氧化亚铁，使其比例为Li：Fe：P=1.05：1： 1.03，且磷酸铁锂的摩尔数：铜的摩尔数=100： 2.6；之后混合8小时后将全部浆料转移至纳米砂磨机中研磨12小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒；纳米砂磨机的研磨介质为0.4mm的氧化锆球，转速为3000转/分钟；喷雾干燥进口和出口温度分别为250℃、110℃，雾化盘转速为24000转/分钟；高纯惰性气氛为氩气；
S3, 前驱体烧结：将S2所得产物，在高纯惰性气氛中烧结，即以5℃/min升温至800℃保温6小时，随后自然降温；
S4，粉碎：将S3所得的物料，使用气流粉碎机粉碎，气流破碎采用0.8MPa的空气压力，得到粒度为1～2微米均匀的高活性磷酸亚铁锂。
实施例9
一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，包括以下步骤：
S1，铜纳米颗粒配制：在体积比为0.8：0.8：0.8的乙醇、甲醇和异辛烷的混合溶剂中，加入无水氯化铜使其浓度为0.05mol/l，同时开启搅拌装置和超声波辅助设备，超声频率为50k赫兹，功率为1200瓦，搅拌速率为200转/分钟；混合0.8小时后，加入柠檬酸使其浓度为0.1mol/l，继续搅拌、超声处理1.5小时，然后加入尿素水溶液使其浓度为0.6mol/l，继续搅拌超声2.5小时；
S2，前驱体制备：向S1的溶液中加入十八烷基硫酸钠使其加入后浓度为0.005mol/l，搅拌分散0.8小时，然后加入果糖和去离子水，加入的果糖使碳的质量为整体质量的5%；加入的去离子水与有机溶剂的体积比为1.5：1，混合1.5小时，依次加入草酸锂、二水磷酸铁使其比例为Li：Fe：P=1.02：1： 1.02，且磷酸铁锂的摩尔数：铜的摩尔数=100：1.8；之后混合6小时后将全部浆料转移至纳米砂磨机中研磨8小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒；纳米砂磨机的研磨介质为0.35mm的氧化锆球，转速为2200转/分钟；喷雾干燥进口和出口温度分别为200℃、95℃，雾化盘转速为20000转/分钟；高纯惰性气氛为氮气；
S3, 前驱体烧结：将S2所得产物，在高纯惰性气氛中烧结，即以3.5℃/min升温至700℃保温9小时，随后自然降温；
S4，粉碎：将S3所得的物料，使用气流粉碎机粉碎，气流破碎采用0.8MPa的空气压力，得到粒度为1～2微米均匀的高活性磷酸亚铁锂。
现以实施例1进行检测，合成的磷酸亚铁锂以LFP-A表示。
作为对比实验，在上述相同条件下，不加入活性无定型纳米铜颗粒，合成的磷酸亚铁锂以LFP-B表示。
将正极材料、SP、PVDF按质量比8:1:1混合均匀，然后将其涂在0.018mm的铝箔上，涂布厚度为100-120微米，经充分干燥后得到正极极片，经滚压-卷绕-装壳，激光焊接封口，充满氩气的手套箱内注液，最后在LAND电池测试仪上进行充放电性能测试，充放电电压为3.65～2.0V。
室温测得LFP-A的1C放电比容量为145 mAh/g且放电到3.1V电压平台时间为52分钟，而LFP-B的1C放电比容量为135 mAh/g且放电到3.1V电压平台时间为45分钟。
由上述最佳实施例可知，本发明引入少量活性无定型纳米铜颗粒，采用简单的配料混合和烧结，可获得1C下放电到3.1V 电压平台时间为52分钟的活性磷酸亚铁锂，延长了17.78%。
应理解实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作任何各种改动和修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限制。

Claims (9)

1.一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，铜纳米颗粒配制：在体积比为（0.5～1）：（0.5～1）：（0.5～1）的乙醇、甲醇和异辛烷的混合溶剂中，加入铜源使其浓度为0.03～0.08mol/l，同时开启搅拌装置和超声波辅助设备，混合0.5～1小时后，加入有机酸使其浓度为0.06～0.16mol/l，继续搅拌、超声处理1～2小时，然后加入尿素水溶液使其浓度为0.3～1.0mol/l，继续搅拌超声2～3小时；
S2，前驱体制备：向S1的溶液中加入表面活性剂使其加入后浓度为0.003～0.008mol/l，搅拌分散0.5～1小时，然后加入碳源和去离子水，加入的碳源使碳的质量为总质量的2%-7%；加入的去离子水与有机溶剂的体积比为（1～2）：1，混合1～2小时，依次加入锂源、铁源和磷源使其比例为Li：Fe：P=(1～1.05)：1：(1～1.03)，且磷酸铁锂的摩尔数：铜的摩尔数=100：（1～2.6）；之后混合4～8小时后将全部浆料转移至纳米砂磨机中研磨4～12小时，然后使用离心式喷雾干燥塔造粒；
S3, 前驱体烧结：将S2所得产物，在高纯惰性气氛中烧结，即以2.5～5℃/min升温至600～800℃保温6～12小时，随后自然降温；
S4，粉碎：将S3所得的物料，使用气流粉碎机粉碎，得到粒度为1～2微米均匀的高活性磷酸亚铁锂。
2.根据权利要求1所述的延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，其特征在于，铜源为二水氯化铜或无水氯化铜中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，其特征在于，有机酸为具有还原性的柠檬酸、草酸、酒石酸和乳酸中的一种或一种以上。
4.根据权利要求1所述的延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，其特征在于，S1中超声波辅助设备的超声频率为10k～80k赫兹，功率为500瓦～2000瓦；搅拌速率为100～300转/分钟。
5.根据权利要求1所述的延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，其特征在于，表面活性剂为十八烷基硫酸钠、硬脂酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的一种或一种以上。
6.根据权利要求1所述的延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，其特征在于，碳源主要为葡萄糖、蔗糖或果糖中的一种或一种以上；锂源为碳酸锂、磷酸锂、磷酸二氢锂、草酸锂、一水氢氧化锂中的一种或一种以上；铁源为氧化铁、草酸亚铁、氧化亚铁、四氧化三铁、氯化铁、氯化亚铁、氢氧化铁、硝酸铁、硝酸亚铁、二水磷酸铁或无水磷酸铁中的一种或一种以上；磷源为磷酸一氢氨、磷酸二氢铵或磷酸中的一种或一种以上。
7.根据权利要求1所述的延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，其特征在于，纳米砂磨机的研磨介质为0.3～0.4mm的氧化锆球，转速为1500～3000转/分钟。
8.根据权利要求1所述的延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，其特征在于，喷雾干燥进口和出口温度分别为160～250℃、80～110℃，雾化盘转速为16000～24000转/分钟；高纯惰性气氛为氮气或氩气。
9.根据权利要求1所述的延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法，其特征在于，气流破碎采用0.8MPa的空气压力。
CN201810315182.XA 2018-04-10 2018-04-10 一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法 Active CN108539164B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810315182.XA CN108539164B (zh) 2018-04-10 2018-04-10 一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810315182.XA CN108539164B (zh) 2018-04-10 2018-04-10 一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108539164A CN108539164A (zh) 2018-09-14
CN108539164B true CN108539164B (zh) 2020-04-07

Family

ID=63479812

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810315182.XA Active CN108539164B (zh) 2018-04-10 2018-04-10 一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108539164B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101112979A (zh) * 2007-06-27 2008-01-30 广州市鹏辉电池有限公司 一种高密度类球形磷酸铁锂的固相制备方法
CN101162776A (zh) * 2007-10-26 2008-04-16 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 适用于高倍率动力电池用的磷酸铁锂及其制备方法
CN101339988A (zh) * 2008-06-25 2009-01-07 中国地质大学（武汉） 锂离子电池正极材料及其制备方法
CN103801709A (zh) * 2014-03-17 2014-05-21 中国科学院新疆理化技术研究所 一种不同形貌铜纳米颗粒的合成方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101112979A (zh) * 2007-06-27 2008-01-30 广州市鹏辉电池有限公司 一种高密度类球形磷酸铁锂的固相制备方法
CN101162776A (zh) * 2007-10-26 2008-04-16 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 适用于高倍率动力电池用的磷酸铁锂及其制备方法
CN101339988A (zh) * 2008-06-25 2009-01-07 中国地质大学（武汉） 锂离子电池正极材料及其制备方法
CN103801709A (zh) * 2014-03-17 2014-05-21 中国科学院新疆理化技术研究所 一种不同形貌铜纳米颗粒的合成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Improved electrochemical properties of LiFePO4/Cu cathode material synthesized via an optimized two-step chemical process;Zhe-sheng Feng etc;;《Journal of Alloys and Compounds》;20150821;第712-717页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN108539164A (zh) 2018-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5188573B2 (ja) リチウム二次電池用の正極材料の調製方法
CN103618061B (zh) 对聚阴离子型锂离子电池正极材料进行碳层可控包覆的方法
CN100491239C (zh) 锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备方法及其产品
JP2004525059A (ja) 二成分、三成分及び四成分リン酸リチウム塩、それらの製造方法及び利用方法
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
CN101481106A (zh) 含氧空位和Fe位掺杂型磷酸铁锂及其快速固相烧结方法
CN100564250C (zh) 锂离子电池正极材料磷酸铁锂的微波快速固相烧结方法
CN102790213A (zh) 一种球形锂离子电池正极材料磷酸锰锂/碳的制备方法
CN105742629A (zh) 一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法
CN104600303A (zh) 一种纳米磷酸铁锂正极材料的制备方法
WO2014180333A1 (zh) 电池复合材料及其前驱物的制备方法
CN107910538A (zh) 石墨烯/碳包覆磷酸锰锂‑磷酸钒锂正极材料及制备方法
JP6182673B2 (ja) リン酸鉄リチウムの製造方法
CN106450239A (zh) 一种磷酸锰铁锂复合材料及其制备方法与锂离子电池
CN115863579A (zh) 一种正极材料及其制备方法、锂离子电池
Zhang et al. Optimized hydrothermal synthesis and electrochemical performance of LiMnPO4/C cathode materials using high specific area spherical structure Li3PO4
CN106340620A (zh) 一种锂电池用磷酸锰铁锂/炭复合正极材料的制备方法
CN108539164B (zh) 一种延长磷酸铁锂电池平稳放电时间的方法
EP3415467A1 (en) Method for manufacturing vanadium lithium phosphate
CN113964314B (zh) 锂过渡金属氧化物正极材料表面改性的方法
CN106450238B (zh) 一种石墨烯包覆硼酸铁锂制备锂离子电池正极材料的方法
Yang et al. Fast preparation of LiFePO4 nanoparticles for lithium batteries by microwave-assisted hydrothermal method
CN114249310B (zh) 一种锂离子电池复合正极材料LiMn1-xFexPO4/C的合成方法
Yang et al. Synthesis of LiCoPO 4 as a cathode material for lithium-ion battery by a polymer method
CN101920972A (zh) 一种用于锂离子电池的硅酸钴锂正极材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant