CN115028154A - 一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法 - Google Patents
一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115028154A CN115028154A CN202210535490.XA CN202210535490A CN115028154A CN 115028154 A CN115028154 A CN 115028154A CN 202210535490 A CN202210535490 A CN 202210535490A CN 115028154 A CN115028154 A CN 115028154A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- iron phosphate
- lithium iron
- sintering
- density
- mechanical pressure
- 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
Links
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 title claims abstract description 72
- 238000005245 sintering Methods 0.000 title claims abstract description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 11
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 11
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 5
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 claims description 6
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims description 6
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims description 5
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims description 4
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 1
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B25/00—Phosphorus; Compounds thereof
- C01B25/16—Oxyacids of phosphorus; Salts thereof
- C01B25/26—Phosphates
- C01B25/45—Phosphates containing plural metal, or metal and ammonium
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- 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)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明涉及一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,包括以下步骤:01、将用于制备磷酸铁锂的原材料均匀混合,通过干燥得到前驱体材料;02、将所述前驱体材料在保护气氛中烧结,得到磷酸铁锂;03、将所述磷酸铁锂放入压片机中,采用分段保压方式压实,在保护气氛中烧结,进行颗粒粉碎,得高压实密度磷酸铁锂。本发明的有益效果是:通过机械加压、二次烧结的方式,使制备得到的材料具有紧密的空间分布,不仅提高磷酸铁锂的压实密度,还提高了材料的倍率性能。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池材料技术领域,特别涉及一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法。
背景技术
锂离子电池作为新一代高性能电池,具有能量密度大、循环性能好、安全性高的特点,目前广泛应用电子产品、储能和新能源汽车等领域中。常见的锂离子电池正极材料有钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等,由于磷酸铁锂具有独特的橄榄石结构,使它具有结构稳定、长循环性能好、安全性能好的特点,目前广泛应用于动力电池领域。但磷酸铁锂压实密度低,不利于电池体积能量密度的提高,限制了其在动力电池方面的应用,因此提高磷酸铁锂压实密度是当前研究的重点。
发明内容
本发明目的是提供一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,解决现有技术中存在的上述问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,包括以下步骤:
01、将用于制备磷酸铁锂的原材料均匀混合,通过干燥得到前驱体材料;
02、将前驱体材料在保护气氛中烧结,得到磷酸铁锂;
03、将磷酸铁锂放入压片机中,采用分段保压方式压实,在保护气氛中烧结,进行颗粒粉碎,得高压实密度磷酸铁锂。
本发明的有益效果是:通过机械加压、二次烧结的方式,使制备得到的材料具有紧密的空间分布,不仅提高磷酸铁锂的压实密度,还提高了材料的倍率性能。
在上述技术方案的基础上,本发明还可以做如下改进。
进一步,步骤01中干燥为喷雾干燥。
进一步,步骤02和步骤03中保护气氛为氩气气氛或氮气气氛。
进一步,步骤02中烧结采用1~5℃/min的升温速率,700℃煅烧6~10h;步骤3中烧结采用1~5℃/min的升温速率,高温煅烧2h。
进一步,步骤03中分段保压方式为每隔5Mpa保压3~5min,加压到20~30Mpa。
进一步,还包括步骤04,多次执行03。
本发明的另一技术方案如下:
将制备的高压实密度磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料。
附图说明
图1为本发明一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法制备高压实密度磷酸铁锂的流程图;
图2为本发明一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法制备的高压实密度磷酸铁锂的SEM图;
图3为本发明一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法制备的高压实密度磷酸铁锂的XRD图;
图4为本发明一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法的制备的高压实密度磷酸铁锂与未改性磷酸铁锂在2.0~4.0V电压范围内1C的电化学性能对比图;
图5为本发明一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法的制备的高压实密度磷酸铁锂与未改性磷酸铁锂在2.0~4.0V电压范围内0.2~10C的电化学倍率性能对比图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述,所举实例只用于解释本发明,并非用于限定本发明的范围。
如图1~5所示,本发明实施例1一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,包括以下步骤:
01、将用于制备磷酸铁锂的原材料均匀混合,通过干燥得到前驱体材料;
02、将前驱体材料在保护气氛中烧结,得到磷酸铁锂;
03、将磷酸铁锂放入压片机中,采用分段保压方式压实,在保护气氛中烧结,进行颗粒粉碎,得高压实密度磷酸铁锂。
通过机械加压、烧结的方式,使制备得到的磷酸铁锂具有紧密的空间分布,不仅提高磷酸铁锂的压实密度,实验证明还提高了磷酸铁锂的倍率性能。
本发明实施例2一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,在实施例1的基础上,步骤01中干燥为喷雾干燥。喷雾干燥接触面积大,干燥迅速,适合磷酸铁锂材料表面的大面积干燥。
本发明实施例3一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,在实施例1的基础上,步骤02和步骤03中保护气氛为氩气气氛或氮气气氛。氩气气氛和氮气气氛可以防止磷酸铁锂在高温下被氧气氧化。
本发明实施例4一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,在实施例3的基础上,步骤02中烧结采用1~5℃/min的升温速率,700℃煅烧6~10h;步骤3中烧结采用1~5℃/min的升温速率,高温煅烧2h。烧结后得到的磷酸铁锂的压实密度得到明显改善。
本发明实施例5一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,在实施例3的基础上,步骤03中分段保压方式为每隔5Mpa保压3~5min,加压到20~30Mpa。
本发明实施例6一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,在实施例1至5任一实施例的基础上,还包括步骤04,多次执行03。多次压实、烧结,进一步提高磷酸铁锂的压实密度。
本发明实施例7一种锂离子电池正极材料,将实施例1至6任一实施例的制备的高压实密度磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料。
具体实施例:
1、将用于制备磷酸铁锂的原料均匀混合,通过喷雾干燥得到前驱体材料;
2、将前驱体材料在氩气气氛或氮气气氛中以1~5℃/min的升温速率,700℃煅烧6~10h,得到磷酸铁锂;
3、将磷酸铁锂放入压片机中,每隔5Mpa保压3~5min,加压到20~30Mpa,在氩气气氛或氮气气氛中以1~5℃/min的升温速率,高温煅烧2h,进行颗粒粉碎,得到高压实密度磷酸铁锂。
对具体实施例得到的目标产品进行电镜扫描以及X射线粉末衍射和电化学性能测试,如图2所示为本发明制备的高压实密度磷酸铁锂的SEM图;如图3所示为本发明制备的高压实密度磷酸铁锂的XRD图;如图4所示为本发明制备的高压实密度磷酸铁锂与未改性磷酸铁锂在2.0~4.0V电压范围内1C的电化学性能对比图;如图5所示为本发明制备的高压实密度磷酸铁锂与未改性磷酸铁锂在2.0~4.0V电压范围内0.2~10C的电化学倍率性能对比图。
通过机械加压、烧结的方式,使制备得到的磷酸铁锂具有紧密的空间分布,不仅提高了磷酸铁锂的压实密度,实验证明还提高了磷酸铁锂的倍率性能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,其特征在于,包括以下步骤:
01、将用于制备磷酸铁锂的原材料均匀混合,通过干燥得到前驱体材料;
02、将所述前驱体材料在保护气氛中烧结,得到磷酸铁锂;
03、将所述磷酸铁锂放入压片机中,采用分段保压方式压实,在保护气氛中烧结,进行颗粒粉碎,得高压实密度磷酸铁锂。
2.根据权利要求1所述一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,其特征在于,步骤01中所述干燥为喷雾干燥。
3.根据权利要求1所述一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,其特征在于,步骤02和步骤03中所述保护气氛为氩气气氛或氮气气氛。
4.根据权利要求1所述一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,其特征在于,步骤02中所述烧结采用1~5℃/min的升温速率,700℃煅烧6~10h;步骤3中所述烧结采用1~5℃/min的升温速率,高温煅烧2h。
5.根据权利要求1所述一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,其特征在于,步骤03中所述分段保压方式为每隔5Mpa保压3~5min,加压到20~30Mpa。
6.根据权利要求1至5任一所述一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法,其特征在于,还包括步骤04,多次执行03。
7.一种锂离子电池正极材料,其特征在于,将权利要求1至6任一所述方法制备的高压实密度磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210535490.XA CN115028154A (zh) | 2022-05-17 | 2022-05-17 | 一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210535490.XA CN115028154A (zh) | 2022-05-17 | 2022-05-17 | 一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115028154A true CN115028154A (zh) | 2022-09-09 |
Family
ID=83121962
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210535490.XA Pending CN115028154A (zh) | 2022-05-17 | 2022-05-17 | 一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115028154A (zh) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103618083A (zh) * | 2013-11-16 | 2014-03-05 | 河南福森新能源科技有限公司 | 高容量高压实磷酸铁锂正极材料的生产方法 |
-
2022
- 2022-05-17 CN CN202210535490.XA patent/CN115028154A/zh active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103618083A (zh) * | 2013-11-16 | 2014-03-05 | 河南福森新能源科技有限公司 | 高容量高压实磷酸铁锂正极材料的生产方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105609777B (zh) | 一种磷掺杂二维碳材料的制备方法及其在钠离子电池中的应用 | |
CN108023072A (zh) | 一种锂离子电池硅碳复合负极材料及其制备方法 | |
CN112421048A (zh) | 一种低成本制备石墨包覆纳米硅锂电池负极材料的方法 | |
CN111653745A (zh) | 一种硅碳负极前驱体材料、硅碳负极材料及其制备方法 | |
CN107394174B (zh) | 一种氧化铁-介孔碳锂离子电池负极材料的制备方法 | |
CN113651361A (zh) | 一种钨铌复合氧化物的制备方法及其应用 | |
CN108963237B (zh) | 一种钠离子电池负极材料的制备方法 | |
CN113436905B (zh) | 碳/氧化镍复合电极材料的制备方法 | |
CN110683589B (zh) | 一种四氧化三钴纳米材料的制备方法 | |
CN112713264A (zh) | 一种人造石墨负极材料、制备方法、应用和电池 | |
CN112614979A (zh) | 一种二次碳包覆的磷酸铁锂及其制备方法 | |
CN108565431B (zh) | 一种以魔芋粉为碳源制备锂离子电池硅-碳复合负极材料的方法 | |
CN108923018A (zh) | 一种提高电池极片压实密度的方法及所得电池极片和电池 | |
CN115028154A (zh) | 一种机械加压烧结提高磷酸铁锂压实密度的方法 | |
CN115881952A (zh) | 负极材料及电池 | |
CN116057734A (zh) | 负极材料、电池 | |
CN112430089B (zh) | 一种ReO3剪切结构MoNb6O18材料的制备方法及其应用 | |
CN114873574A (zh) | 一种机械加压提高磷酸铁锂压实密度的方法 | |
CN114653302A (zh) | 一种人造石墨的造粒方法及造粒料、人造石墨及制备方法和应用、二次电池 | |
CN112390252B (zh) | 一种基于碳杂料的负极材料及其制备方法和锂离子电池 | |
CN113991088A (zh) | 一种新型锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
CN107317010A (zh) | 一种包覆型磷酸铁锂材料及其制备方法 | |
CN111732096B (zh) | 一种高功率锂离子电池的负极材料及其制备方法 | |
CN107658457B (zh) | 一种熔盐电解用SiO2-Gc/C复合电极及其制备方法 | |
CN112125339A (zh) | 单一晶面的氧化钨与碳纳米片复合储钠材料的形成方法 |
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 | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220909 |