CN115650189A

CN115650189A - 一种调节磷酸铁铁磷比的方法

Info

Publication number: CN115650189A
Application number: CN202211234036.7A
Authority: CN
Inventors: 张州辉; 万文治; 伍卓夫; 张纪枫
Original assignee: Tangshan Hengkun New Energy Material Co ltd
Current assignee: Tangshan Hengkun New Energy Material Co ltd
Priority date: 2022-10-10
Filing date: 2022-10-10
Publication date: 2023-01-31

Abstract

本发明适用于新能源材料技术领域，提供了一种调节磷酸铁铁磷比的方法，本发明是针对磷酸铁铁磷比控制困难而开发的一种简单的、能有效的控制铁磷比的一种方法，通过加第一段双氧水百分比的改变来调节磷酸铁铁磷比，在不增加成本的前提下能有效的控制磷酸铁铁磷比，解决了增加成本、反应母液难处理的问题；从合成的铁锂XRD看并没有产生其它杂相峰，与标准卡高度重合，说明该磷酸铁合成磷酸铁锂晶型与标准物质一致。

Description

一种调节磷酸铁铁磷比的方法

技术领域

本发明属于新能源材料技术领域，尤其涉及一种调节磷酸铁铁磷比的方法。

背景技术

磷酸铁，又名磷酸高铁、正磷酸铁，分子式为FePO₄，是一种白色、灰白色单斜晶体粉末。是铁盐溶液和磷酸钠作用的盐，其中的铁为正三价。其主要用途在于制造磷酸铁锂电池材料、催化剂及陶瓷等。磷酸铁是生产磷酸铁锂的重要原料，电池材料厂家普遍采用磷酸铁和锂盐高温固相法生产磷酸铁锂。随着国家对新能源汽车的推广应用和储能电池的发展，磷酸铁锂的需求量将急剧增长，相应的原料磷酸铁需求量也呈爆发式增长，磷酸铁锂的性能很大程度上依赖于磷酸铁产品，高铁磷比，高比表面，低杂质磷酸铁有利于高能量密度磷酸铁锂电池的制备。

现有技术中有通过调节铁磷配比或加入某些试剂(如柠檬酸等物质)来控制铁磷比，这些会出现增加成本、反应母液难处理的问题；还存在磷酸铁铁磷比控制困难的问题；本发明提出一种调节磷酸铁铁磷比的方法，通过控制加料的方式简单有效的对磷酸铁铁磷比进行控制，既解决了铁磷比控制的问题也不会产生其他成本。

发明内容

本发明提供一种调节磷酸铁铁磷比的方法，旨在解决背景技术提出的问题。

本发明是这样实现的，一种调节磷酸铁铁磷比的方法，包括以下步骤：

1)磷源的制备：配置浓度为0.5-1.5mol/L的磷源；

2)铁源的制备：配置浓度为0.5-1.5mol/L的铁源；

3)第一混合液的制备：将配置好的铁源加入反应釜，将配置好的磷源通过流量泵加入铁源所在反应釜中，磷源和铁源搅拌混合均匀得到第一混合液；

4)第二混合液的制备：将第一混合溶液中加入双氧水进行第一次氧化反应，得到第二混合液；

5)浆料的制备：将第二混合液升温至95℃并保温45min，得到粉白色浆料；

6)第三混合液的制备：得到粉白色浆料后立即通过流量泵向反应釜中加入双氧水进行第二次氧化反应，得到第三混合液；

7)将第三混合液洗涤、干燥后得到磷酸铁，测试磷酸铁中的铁磷比；

8)将所得磷酸铁制成磷酸铁锂正极材料并对其进行XRD检测。

优选的，步骤1)中的磷源包括磷酸铵盐、磷酸钠盐和磷酸中的至少一种。

优选的，步骤2)中的铁源包括硫酸亚铁、氯化亚铁和草酸亚铁中的至少一种。

优选的，步骤3)中搅拌速度为280～350rpm。

优选的，步骤4)中加入的双氧水为铁摩尔质量的0.5-0.9倍。

优选的，步骤5)中待亚铁离子完全转化为铁离子后开始升温。

优选的，步骤6)中加入的双氧水为铁源摩尔质量的0.3-0.7倍。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明是针对磷酸铁铁磷比控制困难而开发的一种简单的、能有效的控制铁磷比的一种方法，通过加第一段双氧水百分比的改变来调节磷酸铁铁磷比，在不增加成本的前提下能有效的控制磷酸铁铁磷比，解决了增加成本、反应母液难处理的问题。

附图说明

图1为分组后双氧水第一段加入比例不同的磷酸铁XRD图；

图2为分组后各组中制备的磷酸铁扫描电镜照片；

图3为分组后各组双氧水第一段加入比例(％)与Fe/P的曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明。然而，本发明的范围并不限于下述实施例。本领域的专业人员能够理解，在不背离本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种变化和修饰。

本发明对试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性和/或具体的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。

下述实施例中所涉及的仪器、试剂、材料等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规仪器、试剂、材料等，可通过正规商业途径获得。下述实施例中所涉及的实验方法，检测方法等，若无特别说明，均为现有技术中已有的常规实验方法，检测方法等。

本发明是针对磷酸铁铁磷比控制困难而开发的一种简单的、能有效的控制铁磷比的一种方法。该方法通过加料方式的改变来调节磷酸铁铁磷比，在不增加成本的前提下能有效的控制磷酸铁铁磷比。

本发明提供一种技术方案：一种调节磷酸铁铁磷比的方法，包括以下步骤：

1)磷源的制备：配置浓度为0.5-1.5mol/L的磷源；

2)铁源的制备：配置浓度为0.5-1.5mol/L的铁源；

8)将所得磷酸铁制成磷酸铁锂正极材料并对其进行XRD检测。

进一步的，步骤1)中的磷源包括磷酸铵盐、磷酸钠盐和磷酸中的至少一种。

进一步的，步骤2)中的铁源包括硫酸亚铁、氯化亚铁和草酸亚铁中的至少一种。

进一步的，步骤3)中搅拌速度为280～350rpm。

进一步的，步骤4)中加入的双氧水为铁摩尔质量的0.5-0.9倍。

进一步的，步骤5)中待亚铁离子完全转化为铁离子后开始升温。

进一步的，步骤6)中加入的双氧水为铁源摩尔质量的0.3-0.7倍。

在本实施方式中，磷源为磷酸铵盐、磷酸钠盐和磷酸中的一种或多种，铁源为硫酸亚铁、氯化亚铁和草酸亚铁中的一种或多种，将制备好的磷源和铁源加入反应釜中以搅拌速度280～350rpm对磷源和铁源进行充分搅拌，搅拌时间为20min后得到第一混合液；向第一混合液中加双氧水使第一混合液进行第一次氧化，所加的双氧水量为铁摩尔质量的0.5-0.9倍，得到第二混合液；待亚铁离子完全转化为铁离子后开始升温，将第二混合液升温至95℃并保温45min，使第二混合液变成粉白色的浆料；再向浆料中加双氧水使浆料进行第二次氧化，所加双氧水量为铁源摩尔质量的0.3-0.7倍，得到第三混合液；对第三混合液进行洗涤和干燥，得到磷酸铁。

具体实验方案为：通过加第一段双氧水百分比的改变来调节磷酸铁铁磷比，在不增加成本的前提下能有效的控制磷酸铁铁磷比；

实验分组：

HPS-1：第一段双氧水加入比例为120％，制得磷酸铁后检测铁磷比；

HPS-2：第一段双氧水加入比例为100％，制得磷酸铁后检测铁磷比；

HPS-3：第一段双氧水加入比例为90％，制得磷酸铁后检测铁磷比；

HPS-4：第一段双氧水加入比例为80％，制得磷酸铁后检测铁磷比；

HPS-5：第一段双氧水加入比例为70％，制得磷酸铁后检测铁磷比；

HPS-6：第一段双氧水加入比例为60％，制得磷酸铁后检测铁磷比；

具体实验数据如表一：

根据表一可以得到双氧水第一段加入比例(％)与Fe/P的曲线图，如图3；

如图1所示，根据双氧水第一段加入比例(％)的不同，步骤8)中磷酸铁XRD图；

如图2所示，实验分组后各组制备的磷酸铁扫描电镜照片。

从合成的铁锂XRD看并没有产生其它杂相峰，与标准卡高度重合，说明该磷酸铁合成磷酸铁锂晶型与标准物质一致。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种调节磷酸铁铁磷比的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)磷源的制备：配置浓度为0.5-1.5mol/L的磷源；

2)铁源的制备：配置浓度为0.5-1.5mol/L的铁源；

8)将所得磷酸铁制成磷酸铁锂正极材料并对其进行XRD检测。

2.如权利要求1所述的一种调节磷酸铁铁磷比的方法，其特征在于：步骤1)中的磷源包括磷酸铵盐、磷酸钠盐和磷酸中的至少一种。

3.如权利要求1所述的一种调节磷酸铁铁磷比的方法，其特征在于：步骤2)中的铁源包括硫酸亚铁、氯化亚铁和草酸亚铁中的至少一种。

4.如权利要求1所述的一种调节磷酸铁铁磷比的方法，其特征在于：步骤3)中搅拌速度为280～350rpm。

5.如权利要求1所述的一种调节磷酸铁铁磷比的方法，其特征在于：步骤4)中加入的双氧水为铁摩尔质量的0.5-0.9倍。

6.如权利要求5所述的一种调节磷酸铁铁磷比的方法，其特征在于：步骤5)中待亚铁离子完全转化为铁离子后开始升温。

7.如权利要求1所述的一种调节磷酸铁铁磷比的方法，其特征在于：步骤6)中加入的双氧水为铁源摩尔质量的0.3-0.7倍。