CN115432687B - 一种磷酸铁锂材料的制备方法 - Google Patents
一种磷酸铁锂材料的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115432687B CN115432687B CN202211141518.8A CN202211141518A CN115432687B CN 115432687 B CN115432687 B CN 115432687B CN 202211141518 A CN202211141518 A CN 202211141518A CN 115432687 B CN115432687 B CN 115432687B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ferric phosphate
- solution
- phosphate
- lithium iron
- washing
- 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
- 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 28
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 82
- 229910000399 iron(III) phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 75
- 239000005955 Ferric phosphate Substances 0.000 claims abstract description 70
- 229940032958 ferric phosphate Drugs 0.000 claims abstract description 70
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 27
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims abstract description 24
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 21
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims abstract description 17
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 17
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims abstract description 8
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 60
- 239000012065 filter cake Substances 0.000 claims description 26
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 7
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 claims description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 5
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N heavy water Substances [2H]O[2H] XLYOFNOQVPJJNP-ZSJDYOACSA-N 0.000 claims description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 5
- 239000002352 surface water Substances 0.000 claims description 5
- 238000011085 pressure filtration Methods 0.000 claims description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 9
- 238000005056 compaction Methods 0.000 abstract description 6
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 abstract description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 2
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M dihydrogenphosphate Chemical compound OP(O)([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000005580 one pot reaction Methods 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 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
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/05—Preparation or purification of carbon not covered by groups C01B32/15, C01B32/20, C01B32/25, C01B32/30
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/01—Particle morphology depicted by an image
- C01P2004/03—Particle morphology depicted by an image obtained by SEM
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明涉及锂离子电池材料制备技术领域,提供一种磷酸铁锂材料的制备方法,包括:步骤1:将FeSO4溶液、磷酸溶液、氨水、双氧水混合反应后,加入聚乙二醇溶液,加热搅拌,得到磷酸铁悬浮液;步骤2:对所述磷酸铁悬浮液进行一次压滤、洗涤、二次压滤、干燥,得到无水磷酸铁;步骤3:将无水磷酸铁经过葡萄糖包覆后与氢氧化锂在氮气气氛下煅烧,得到具备片层状骨架的磷酸铁锂。本发明能够得到具有均匀分布片层状骨架、P/Fe分布窄且结晶性能高的高纯度磷酸铁,提高合成的磷酸铁锂的压实密度、高电压和循环寿命。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池材料制备技术领域,尤其是涉及一种磷酸铁锂材料的制备方法。
背景技术
目前,多采用可溶性铁盐直接与磷酸二氢盐或磷酸氢二盐等进行反应来制备磷酸铁锂。在反应过程中通过磷酸调节PH,导致合成的磷酸铁P/Fe比波动大,得到的磷酸铁球形粒度较小,其中的硫酸根难以洗涤,颗粒容易团聚,粒度和P/Fe不均匀,产品质量波动性大,而且洗涤过程会引起P/Fe比发生变化,引发前驱体结晶性能较差,大量合成过程中前驱体的形貌产生片层状和颗粒状不可控,导致后续合成的磷酸铁锂的压实密度较低。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种磷酸铁锂材料的制备方法,能够制备具有均匀分布片层状骨架、P/Fe分布窄且结晶性能高的高纯度磷酸铁,提高合成的磷酸铁锂的压实密度、高电压和循环寿命。
本发明的技术方案为:
一种磷酸铁锂材料的制备方法,包括下述步骤:
步骤1:将FeSO4溶液、磷酸溶液、氨水、双氧水混合反应后,加入聚乙二醇溶液,加热搅拌,得到磷酸铁悬浮液;
步骤2:对所述磷酸铁悬浮液进行一次压滤、洗涤、二次压滤、干燥,得到无水磷酸铁;
步骤3:将无水磷酸铁经过葡萄糖包覆后与氢氧化锂在氮气气氛下煅烧,得到具备片层状骨架的磷酸铁锂。
进一步的,所述步骤1中,所述将FeSO4溶液、磷酸溶液、氨水、双氧水混合反应具体包括:在反应釜中同时加入FeSO4溶液、磷酸溶液、氨水,搅拌后,逐步加热至70-75℃,然后加入双氧水,反应30-50min后,继续搅拌;
所述加入聚乙二醇溶液,加热搅拌具体包括:加入聚乙二醇溶液,搅拌30-50min后,加入氨水调节反应溶液的PH值至4.0-4.3并加热至80-90℃,保温100-120min。
进一步的,所述FeSO4溶液的浓度为110-115g/L,磷酸溶液的质量百分比为75-80%,氨水的质量百分比为18-20%,双氧水的质量百分比为30-32%,聚乙二醇溶液的质量百分比为30-55%。
进一步的,所述FeSO4溶液的加入速率为355-365L/h,所述磷酸溶液的加入速率为57-63L/h,所述氨水第一次加入的速率为18-22L/h。
进一步的,所述步骤2中,所述一次压滤、洗涤、二次压滤包括:将磷酸铁悬浮液用压滤机进行压滤分离,得到一次磷酸铁滤饼;将一次磷酸铁滤饼用浓度为2.8-3.2g/L的稀碱溶液洗涤,再用去离子水洗涤;洗涤结束后,用压滤机压干,得到二次磷酸铁滤饼。
进一步的,所述步骤2中,所述洗涤过程中,一次磷酸铁滤饼的质量:稀碱溶液的体积:去离子水的体积=1:(1.3-1.5):(8-10);其中,质量的单位为t,体积的单位为m3。
进一步的,所述步骤2中,所述干燥包括:将二次压滤得到的磷酸铁滤饼通过闪蒸方式去除表面水,得到干燥的二水磷酸铁FePO4·2H2O,然后将二水磷酸铁输送至回转窑中在380-420℃高温下脱水,得到无水磷酸铁。
进一步的,所述步骤3中,煅烧的温度为700-800℃、时间为8-10h。
本发明的有益效果为:
(1)本发明通过将FeSO4溶液、磷酸溶液、氨水、双氧水混合反应后,加入聚乙二醇溶液,同时对各原料进反应釜进行对加流量匹配、反应速率调控、梯度反应时长及温度和PH值控制,能够在磷酸铁颗粒成核阶段及生长阶段的沉淀过程进行堆积方式的精确调控,抑制反应结束阶段颗粒成团及粒度不均匀,并获得片状层堆叠构架,从而得到具有均匀分布片层状骨架、P/Fe分布窄且结晶性能高的高纯度磷酸铁,能够提高合成的磷酸铁锂的压实密度、高电压和循环寿命。
(2)本发明通过直接对各原料进反应釜对加流量匹配控制,一锅法分段合成,能够提高磷酸铁锂的制备效率,且制备流程简单、制备成本较低,可有效实现工业化生成。
(3)本发明在对磷酸铁悬浮液一次压滤后,采用稀碱洗涤后再用去离子水洗涤,并控制一次磷酸铁滤饼与稀碱溶液及去离子水的用量比例,能够有效除去吸附在颗粒表面的磷酸根和硫酸根,通过颗粒高结晶性能稳定了P/Fe比例,降低了粒度和P/Fe不均匀带来的容量不稳定,进一步提高了合成的磷酸铁锂的压实密度。
(4)本发明通过将无水磷酸铁经过葡萄糖包覆后与氢氧化锂在氮气气氛下煅烧,同时控制煅烧温度与时间,能够进一步提高合成的磷酸铁锂的压实密度、高电压和循环寿命。
附图说明
图1为实施例1中本发明的磷酸铁锂材料制备方法制备的磷酸铁的SEM图。
图2为实施例1中本发明的磷酸铁锂材料制备方法制备的磷酸铁锂的SEM图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式,对本发明作进一步描述。
实施例1
配液:配置浓度为110g/L的FeSO4溶液、质量百分比为75%的磷酸溶液、质量百分比为18%的氨水、质量百分比为30%的双氧水、质量百分比为30%的聚乙二醇溶液。
反应:在反应釜中通过计量泵和质量流量计连锁控制,以355L/h的速率加入FeSO4溶液、以57L/h的速率加入磷酸溶液、以18L/h的速率加入氨水,搅拌后,逐步加热至70℃;然后加入双氧水,反应50min后,继续搅拌;接着加入分散剂聚乙二醇溶液,搅拌30min后,加入氨水调节反应溶液的PH值至4.0并加热至80℃,保温120min,得到磷酸铁悬浮液。
一次压滤、洗涤、二次压滤、干燥:将磷酸铁悬浮液用压滤机进行压滤分离,得到一次磷酸铁滤饼;将一次磷酸铁滤饼用浓度为2.8g/L的稀碱溶液洗涤,再用去离子水洗涤;洗涤结束后,用压滤机压干,得到二次磷酸铁滤饼;将二次磷酸铁滤饼通过闪蒸方式去除表面水,得到干燥的二水磷酸铁FePO4·2H2O,然后将二水磷酸铁输送至回转窑中在380℃高温下脱水,得到如图1所示的无水磷酸铁。洗涤过程中,一次磷酸铁滤饼的质量:稀碱溶液的体积:去离子水的体积=1:1.3:8;其中,质量的单位为t,体积的单位为m3。
煅烧:将无水磷酸铁经过葡萄糖包覆后与氢氧化锂在氮气气氛下700℃温度中煅烧8h,得到如图2所示的具备片层状骨架的磷酸铁锂。
实施例2
配液:配置浓度为113g/L的FeSO4溶液、质量百分比为78%的磷酸溶液、质量百分比为19%的氨水、质量百分比为31%的双氧水、质量百分比为43%的聚乙二醇溶液。
反应:在反应釜中通过计量泵和质量流量计连锁控制,以360L/h的速率加入FeSO4溶液、以60L/h的速率加入磷酸溶液、以20L/h的速率加入氨水,搅拌后,逐步加热至73℃;然后加入双氧水,反应40min后,继续搅拌;接着加入分散剂聚乙二醇溶液,搅拌40min后,加入氨水调节反应溶液的PH值至4.2并加热至85℃,保温110min,得到磷酸铁悬浮液。
一次压滤、洗涤、二次压滤、干燥:将磷酸铁悬浮液用压滤机进行压滤分离,得到一次磷酸铁滤饼;将一次磷酸铁滤饼用浓度为3g/L的稀碱溶液洗涤,再用去离子水洗涤;洗涤结束后,用压滤机压干,得到二次磷酸铁滤饼;将二次磷酸铁滤饼通过闪蒸方式去除表面水,得到干燥的二水磷酸铁FePO4·2H2O,然后将二水磷酸铁输送至回转窑中在400℃高温下脱水,得到无水磷酸铁。洗涤过程中,一次磷酸铁滤饼的质量:稀碱溶液的体积:去离子水的体积=1:1.4:9;其中,质量的单位为t,体积的单位为m3。
煅烧:将无水磷酸铁经过葡萄糖包覆后与氢氧化锂在氮气气氛下750℃温度中煅烧9h,得到具备片层状骨架的磷酸铁锂。
实施例3
配液:配置浓度为115g/L的FeSO4溶液、质量百分比为80%的磷酸溶液、质量百分比为20%的氨水、质量百分比为32%的双氧水、质量百分比为55%的聚乙二醇溶液。
反应:在反应釜中通过计量泵和质量流量计连锁控制,以365L/h的速率加入FeSO4溶液、以63L/h的速率加入磷酸溶液、以22L/h的速率加入氨水,搅拌后,逐步加热至75℃;然后加入双氧水,反应30min后,继续搅拌;接着加入分散剂聚乙二醇溶液,搅拌50min后,加入氨水调节反应溶液的PH值至4.3并加热至90℃,保温100min,得到磷酸铁悬浮液。
一次压滤、洗涤、二次压滤、干燥:将磷酸铁悬浮液用压滤机进行压滤分离,得到一次磷酸铁滤饼;将一次磷酸铁滤饼用浓度为3.2g/L的稀碱溶液洗涤,再用去离子水洗涤;洗涤结束后,用压滤机压干,得到二次磷酸铁滤饼;将二次磷酸铁滤饼通过闪蒸方式去除表面水,得到干燥的二水磷酸铁FePO4·2H2O,然后将二水磷酸铁输送至回转窑中在420℃高温下脱水,得到无水磷酸铁。洗涤过程中,一次磷酸铁滤饼的质量:稀碱溶液的体积:去离子水的体积=1:1.5:10;其中,质量的单位为t,体积的单位为m3。
煅烧:将无水磷酸铁经过葡萄糖包覆后与氢氧化锂在氮气气氛下800℃温度中煅烧10h,得到具备片层状骨架的磷酸铁锂。
本发明的上述实施例中,均得到了具有均匀分布片层状骨架、P/Fe分布窄且结晶性能高的高纯度磷酸铁,合成的磷酸铁锂的压实密度、高电压和循环寿命均大大提高,这得益于对FeSO4溶液、磷酸溶液、氨水、双氧水、聚乙二醇溶液等原料进反应釜进行对加流量匹配、反应速率调控、梯度反应时长及温度和PH值控制,使得在磷酸铁颗粒成核阶段及生长阶段的沉淀过程进行堆积方式的精确调控,抑制反应结束阶段颗粒成团及粒度不均匀。
显然,上述实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。上述实施例仅用于解释本发明,并不构成对本发明保护范围的限定。基于上述实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,也即凡在本申请的精神和原理之内所作的所有修改、等同替换和改进等,均落在本发明要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,包括下述步骤:
步骤1:将FeSO4溶液、磷酸溶液、氨水、双氧水混合反应后,加入聚乙二醇溶液,加热搅拌,得到磷酸铁悬浮液;
步骤2:对所述磷酸铁悬浮液进行一次压滤、洗涤、二次压滤、干燥,得到无水磷酸铁;
步骤3:将无水磷酸铁经过葡萄糖包覆后与氢氧化锂在氮气气氛下煅烧,得到具备片层状骨架的磷酸铁锂;
所述将FeSO4溶液、磷酸溶液、氨水、双氧水混合反应具体包括:在反应釜中同时加入FeSO4溶液、磷酸溶液、氨水,搅拌后,逐步加热至70-75℃,然后加入双氧水,反应30-50min后,继续搅拌;
所述加入聚乙二醇溶液,加热搅拌具体包括:加入聚乙二醇溶液,搅拌30-50min后,加入氨水调节反应溶液的PH值至4.0-4.3并加热至80-90℃,保温100-120min;
所述FeSO4溶液的加入速率为355-365L/h,所述磷酸溶液的加入速率为57-63L/h,所述氨水第一次加入的速率为18-22L/h;
所述步骤2中,所述一次压滤、洗涤、二次压滤包括:将磷酸铁悬浮液用压滤机进行压滤分离,得到一次磷酸铁滤饼;将一次磷酸铁滤饼用浓度为2.8-3.2g/L的稀碱溶液洗涤,再用去离子水洗涤;洗涤结束后,用压滤机压干,得到二次磷酸铁滤饼;
所述步骤2中,所述洗涤过程中,一次磷酸铁滤饼的质量:稀碱溶液的体积:去离子水的体积=1:(1.3-1.5):(8-10);其中,质量的单位为t,体积的单位为m3。
2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,所述FeSO4溶液的浓度为110-115g/L,磷酸溶液的质量百分比为75-80%,氨水的质量百分比为18-20%,双氧水的质量百分比为30-32%,聚乙二醇溶液的质量百分比为30-55%。
3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,所述步骤2中,所述干燥包括:将二次压滤得到的磷酸铁滤饼通过闪蒸方式去除表面水,得到干燥的二水磷酸铁FePO4·2H2O,然后将二水磷酸铁输送至回转窑中在380-420℃高温下脱水,得到无水磷酸铁。
4.根据权利要求1所述的磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,所述步骤3中,煅烧的温度为700-800℃、时间为8-10h。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211141518.8A CN115432687B (zh) | 2022-09-20 | 2022-09-20 | 一种磷酸铁锂材料的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202211141518.8A CN115432687B (zh) | 2022-09-20 | 2022-09-20 | 一种磷酸铁锂材料的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115432687A CN115432687A (zh) | 2022-12-06 |
CN115432687B true CN115432687B (zh) | 2023-12-15 |
Family
ID=84248949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202211141518.8A Active CN115432687B (zh) | 2022-09-20 | 2022-09-20 | 一种磷酸铁锂材料的制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115432687B (zh) |
Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014065641A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-17 | Murata Mfg Co Ltd | リン酸鉄の製造方法、リン酸鉄リチウム、電極活物質、及び二次電池 |
WO2014206337A1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Jiangsu Huadong Institute Of Li-Ion Battery Co.Ltd. | Method for making lithium iron phosphate |
CN104743537A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-07-01 | 四川大学 | 一种高倍率的磷酸铁锂/碳复合正极材料的制备方法 |
CN105480960A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-13 | 河北斯霖百特新能源科技有限公司 | 磷酸铁制备方法 |
CN106744772A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-05-31 | 中钢集团安徽天源科技股份有限公司 | 比表可控电池级磷酸铁的制备方法、磷酸铁锂、电极正极材料及二次电池 |
CN108183234A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-06-19 | 乳源东阳光磁性材料有限公司 | 一种磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法 |
CN109809381A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-05-28 | 河北思达环境科技有限公司 | 一种有机磷回收制备磷酸铁的方法 |
CN110098406A (zh) * | 2018-01-31 | 2019-08-06 | 东莞东阳光科研发有限公司 | 一种具有高压实密度高容量磷酸铁锂的制备方法 |
CN110482514A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-22 | 安徽昶源新材料股份有限公司 | 一种电池级无水磷酸铁的制备方法 |
CN110510593A (zh) * | 2019-10-24 | 2019-11-29 | 湖南雅城新材料有限公司 | 一种磷酸铁前驱体及磷酸铁锂的制备方法 |
CN111377426A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-07-07 | 黄冈林立新能源科技有限公司 | 一种无水磷酸铁纳米颗粒的制备方法 |
CN111533103A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-14 | 蒋达金 | 一种高压实磷酸铁及高压实磷酸铁锂的制备方法 |
CN113292059A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-24 | 江苏锂源电池材料有限公司 | 一种改变磷酸铁孔隙提升磷酸铁锂倍率的制备方法 |
CN114477120A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-13 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种磷酸铁的制备方法 |
WO2022127323A1 (zh) * | 2020-12-15 | 2022-06-23 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种电池级磷酸铁及其制备方法和应用 |
CN114772571A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-22 | 万向一二三股份公司 | 无水磷酸铁的制备方法与磷酸铁锂碳复合材料的制备方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101580238B (zh) * | 2009-06-21 | 2011-04-20 | 海特电子集团有限公司 | 一种复合磷酸铁锂材料的制造方法及其制造的复合磷酸铁锂材料 |
US9139429B2 (en) * | 2010-03-02 | 2015-09-22 | Guiqing Huang | High performance cathode material LiFePO4, its precursors and methods of making thereof |
-
2022
- 2022-09-20 CN CN202211141518.8A patent/CN115432687B/zh active Active
Patent Citations (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014065641A (ja) * | 2012-09-27 | 2014-04-17 | Murata Mfg Co Ltd | リン酸鉄の製造方法、リン酸鉄リチウム、電極活物質、及び二次電池 |
WO2014206337A1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Jiangsu Huadong Institute Of Li-Ion Battery Co.Ltd. | Method for making lithium iron phosphate |
CN104743537A (zh) * | 2015-02-12 | 2015-07-01 | 四川大学 | 一种高倍率的磷酸铁锂/碳复合正极材料的制备方法 |
CN105480960A (zh) * | 2015-12-29 | 2016-04-13 | 河北斯霖百特新能源科技有限公司 | 磷酸铁制备方法 |
CN106744772A (zh) * | 2016-12-06 | 2017-05-31 | 中钢集团安徽天源科技股份有限公司 | 比表可控电池级磷酸铁的制备方法、磷酸铁锂、电极正极材料及二次电池 |
CN108183234A (zh) * | 2018-01-05 | 2018-06-19 | 乳源东阳光磁性材料有限公司 | 一种磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法 |
CN110098406A (zh) * | 2018-01-31 | 2019-08-06 | 东莞东阳光科研发有限公司 | 一种具有高压实密度高容量磷酸铁锂的制备方法 |
CN109809381A (zh) * | 2019-03-26 | 2019-05-28 | 河北思达环境科技有限公司 | 一种有机磷回收制备磷酸铁的方法 |
CN110482514A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-11-22 | 安徽昶源新材料股份有限公司 | 一种电池级无水磷酸铁的制备方法 |
CN110510593A (zh) * | 2019-10-24 | 2019-11-29 | 湖南雅城新材料有限公司 | 一种磷酸铁前驱体及磷酸铁锂的制备方法 |
CN111377426A (zh) * | 2020-03-05 | 2020-07-07 | 黄冈林立新能源科技有限公司 | 一种无水磷酸铁纳米颗粒的制备方法 |
CN111533103A (zh) * | 2020-05-08 | 2020-08-14 | 蒋达金 | 一种高压实磷酸铁及高压实磷酸铁锂的制备方法 |
WO2022127323A1 (zh) * | 2020-12-15 | 2022-06-23 | 广东邦普循环科技有限公司 | 一种电池级磷酸铁及其制备方法和应用 |
CN113292059A (zh) * | 2021-05-18 | 2021-08-24 | 江苏锂源电池材料有限公司 | 一种改变磷酸铁孔隙提升磷酸铁锂倍率的制备方法 |
CN114477120A (zh) * | 2022-02-25 | 2022-05-13 | 荆门市格林美新材料有限公司 | 一种磷酸铁的制备方法 |
CN114772571A (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-22 | 万向一二三股份公司 | 无水磷酸铁的制备方法与磷酸铁锂碳复合材料的制备方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
锂电池正极材料磷酸铁锂的前驱体磷酸铁的制备;刘慧;胡耐根;;新余学院学报(04);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115432687A (zh) | 2022-12-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11824194B2 (en) | Method for rapidly preparing Prussian blue analogue with monoclinic crystal structure | |
KR20200041978A (ko) | 고전압 리튬 니켈 코발트 망간 산화물 전구체, 이의 제조방법, 및 고전압 리튬 니켈 코발트 망간 산화물 캐쏘드 재료 | |
CN108117055B (zh) | 一种电池级磷酸铁的制备方法和生产装置 | |
CN108183234A (zh) | 一种磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法 | |
CN115448278B (zh) | 一种连续化制备磷酸铁的方法和应用 | |
CN111600015B (zh) | 一种窄分布小粒度球形镍钴锰氢氧化物前驱体及其制备方法 | |
GB2621302A (en) | Nanometer sheet-like iron phosphate, preparation method therefor and use thereof | |
GB2620523A (en) | Recovery method for lithium iron phosphate waste and application | |
WO2023179046A1 (zh) | 磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法及其应用 | |
CN114031060A (zh) | 一种电池级片状结构无水磷酸铁的制备方法 | |
CN107344715A (zh) | 饲料级磷酸二氢钙的生产方法 | |
CN111115606A (zh) | 一种液相沉淀结合喷雾干燥制备超细球形磷酸铁的制备方法 | |
CN115701828A (zh) | 一种用硫酸亚铁制备电池级无水磷酸铁的准连续式方法 | |
CN114628660A (zh) | 一种磷酸铁锰锂纳米颗粒的水热合成方法 | |
CN115432687B (zh) | 一种磷酸铁锂材料的制备方法 | |
CN108529583A (zh) | 一种电池级大比表面积磷酸铁的制备工艺 | |
CN117263153A (zh) | 一种多孔球形磷酸铁及其制备方法、金属磷酸盐 | |
CN110980679A (zh) | 一种类球形低硫磷酸铁的制备方法 | |
CN115784186A (zh) | 一种球形磷酸铁的制备方法 | |
CN115340075A (zh) | 一种采用氧化铁和稀磷酸制备电池级磷酸铁的方法 | |
CN115231539B (zh) | 一种高纯度磷酸铁的制备方法 | |
CN112938916B (zh) | 一种控制结晶制备高性价比磷酸铁锂前驱体的合成方法 | |
CN115571865B (zh) | 一种高品质磷酸铁的制备方法、高品质磷酸铁、电极 | |
CN116409771B (zh) | 一种磷酸锰铁锂的制备方法 | |
CN111573717B (zh) | 以工业偏钛酸制备高纯纳米钛酸锂的方法 |
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 |