CN1649188A - 一种金属Ni,Cu包覆LiFePO4粉体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种金属Ni,Cu包覆LiFePO4粉体的制备方法,它包括制备具有均匀粒径的LiFePO4粉体,配制化学镀镀液,配制成含Cu的镀液C,将粉体A置入SnCl2的水溶液中,搅拌,抽滤,洗涤后将滤饼置入氯化钯的溶液中,再搅拌,抽滤,洗涤,将固体物质放入镀液B和C搅拌化学镀膜,抽滤、洗涤,得到的粉体在惰性气氛或者还原气氛处理,即得到黑色的金属包覆的LiFePO4粉体。本发明的制备过程时间短,烧成温度低,能耗低;制备的多晶LiFePO4粉体被金属Ni和Cu包覆,经后续处理后材料具有较大的电子导电能力;合成粉体具有较大的质量密度,生产成本较低,流程时间短,材料产率高,适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种常用二次锂离子电池或者动力能源用电池正极材料LiFePO4粉体用金属Ni,Cu进行表面修饰的工艺方法,属于材料科学领域。
背景技术
LiFePO4材料具有便宜、无毒、不吸潮、环境相容性很好、矿藏丰富、容量较高(理论容量为170mAh/g,能量密度为550Wh/Kg)、稳定性很好等特点。是一种最具潜力的正极材料替代材料。由于其电子导电性能较差,极大的限制了材料在较高的电流密度下的应用,目前报导的关于材料表面改性的方法主要有以下两种:
1)碳黑包覆;Huang,H.,S.C.Yin,and L.F.Nazar,Approaching theoretical capacityof LiFePO4 at room temperature at high rates.Electrochemical and Solid State Letters,2001.4(10):p.A170-A172.;Chen,Z.H.and J.R.Dahn,Reducing carbon in LiFePO4/Ccomposite electrodes to maximize specific energy,volumetric energy,and tap density.Journal of the Electrochemical Society,2002.149(9):p.A1184-A1189。利用碳黑包覆,以迅速增加材料的电子导电能力,但由于碳黑密度很小,且抑制材料颗粒的生长,故此获得的材料密度很小,从而降低材料的体积能量密度,并且过量的碳黑不利于电池的制作。
2)金属银包覆;Park,K.S.,et al.,Surface modification by silver coating forimproving electrochemical properties of LiFePO4.Solid State Communications,2004.129(5):p.311-314。该方法可以得到电化学性能良好的材料,但是金属银价格昂贵,利用它进行材料表面的改性会增大材料的生产成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属Ni,Cu包覆LiFePO4粉体的制备方法,克服常规方法制备的材料具有的电子导电率低,成本高等缺点,用以制备具有合成温度低、合成材料粒可控、纯度高、材料导电性好、质量密度大,制造成本低,合成材料适合锂离子电池的制作工艺的具有表面改性的LiFePO4粉体。
一种金属Ni,Cu包覆LiFePO4粉体的制备方法,它包括以下步骤:
第1步:制备具有均匀粒径的LiFePO4粉体
按照1∶0.5∶1的摩尔配比称取2水合草酸亚铁、碳酸锂和磷酸二氢铵,经球磨、干燥后在惰性气氛或还原气氛中400℃下保温2小时后,在550~850℃合成具有结晶性能良好,粒径均匀的LiFePO4粉体A;
第2步:配制含Ni的镀液
按照配比6水合硫酸镍∶次亚磷酸钠∶柠檬酸钠∶醋酸铵=10~80∶20~60∶45~72∶30~50称取材料并溶于去离子水,用氨水调节PH值到6~8.5,从而配制成含Ni的镀液B;
第3步:配制成含Cu的镀液C
同上,按照配比称取硫酸铜∶次亚磷酸钠∶柠檬酸钠∶醋酸铵=10~80∶20~60∶45~72∶30~50称取材料并溶于去离子水,从而配制成含Cu的镀液C;
第4步:取适量粉体A置入SnCl2的水溶液中,强力搅拌后抽滤,用去离子水洗涤后将滤饼置入氯化钯的溶液中,搅拌、抽滤、洗涤,得到固体物质D;
第5步:用锥形瓶分别取镀液B和C,(按比例取:1克固体取镀液10~100毫升),置于80℃恒温的水浴锅内,将部分固体物质D分别置入两锥形瓶内,搅拌,进行化学镀膜;10~60分钟后停止加热,用抽滤方法将固液分开,并洗涤,收集固相物质;
第6步:将第5步得到的固相物质在惰性气氛或者还原气氛300~600℃下,处理2~8小时,即得到黑色的金属包覆的LiFePO4粉体。
本发明配制了具有高效含镍和铜离子的镀液。利用化学镀工艺对LiFePO4粉体经敏化和活化后进行了化学镀膜过程。利用后处理工艺增强金属与粉体颗粒的界面接触性能。
本发明的有益效果:制备过程时间短,烧成温度低,能耗低;制备的多晶LiFePO4粉体被金属Ni和Cu包覆,经后续处理后材料具有较大的电子导电能力;合成粉体具有较大的质量密度,生产成本较低。材料制备过程简单,流程时间短暂,材料产率较高,适合工业化生产。
附图说明
图1是预合成LiFePO4粉体的XRD衍射谱,其中(200),(101),(210),(011),(111),(211),(301),(311),(121),(410),(401),(022)等衍射峰为LiFePO4材料的特征峰。
图2是金属镍Ni包覆LiFePO4粉体的XRD图谱。
图3是金属镍Ni包覆LiFePO4粉体的XPS图谱。
图4是金属铜Cu包覆LiFePO4粉体的XPS图谱。
图5是金属铜Cu在LiFePO4粉体中的分布。
图6是金属铜Cu包覆LiFePO4粉体的能谱图谱。
图7是金属镍Ni在LiFePO4粉体中的分布。
图8是金属镍Ni包覆LiFePO4粉体的能谱图谱。
具体实施方式
实施例1
按照摩尔配比称取2水合草酸亚铁、碳酸锂和磷酸二氢铵。以无水乙醇作为磨介在行星磨上球磨4小时后在较低的温度下烘干。将烘干的混合物粉体研细后装入瓷舟中,置入气氛炉,在惰性气氛或还原气氛保护下先在400℃下保温2小时,然后在550保温24小时合成LiFePO4粉体A1,图1为A1的XRD图谱。
配制含Cu和Ni离子的化学镀镀液:按照以下比配制含Ni离子的镀液:6水合硫酸镍45克/升、次亚磷酸钠30克/升、柠檬酸钠60克/升、醋酸铵45克/升。用氨水调节混和液体的PH值到8,得到含Ni的镀液B。按照6水合硫酸铜21克/升、次亚磷酸钠25克/升、柠檬酸钠65克/升、醋酸铵35克/升。用氨水调节混和液体的PH值到7.8,得到含Cu的镀液C。
量取SnCl2水溶液40毫升置入烧杯中,加入粉体A15克,强烈搅拌2分钟后利用抽滤将固液分开,并洗涤2次。将滤饼置入20毫升氯化钯的溶液中,强烈搅拌5分钟后将固液分开,并洗涤2次后收集滤饼。用锥形瓶取含镍镀液50毫升并置于80℃恒温的水浴锅内。恒温后将滤饼放入镀液中,并搅拌。每隔5分钟向镀液中补充新镀液5毫升,10分钟后停止化学镀。将固相物质与镀液分开,收集固相物质,经两次洗涤和干燥后,在氮气气氛下600℃预处理2个小时得到金属Ni包覆的LiFePO4粉体。图(2)为该粉体的XRD图谱,图(3)为该粉体的XPS谱图。
实施例2
按照摩尔配比称取2水合草酸亚铁、碳酸锂和磷酸二氢铵。以无水乙醇作为磨介在行星磨上球磨6小时后在较低的温度下烘干。将烘干的混合物粉体研细后装入瓷舟中,置入气氛炉,在惰性气氛或还原气氛保护下先在400℃下保温2小时,然后在850℃保温8小时合成LiFePO4粉体A2。
配制含Cu和Ni离子的化学镀镀液的方法同实施例1。
量取SnCl2水溶液30毫升置入烧杯中,加入预制粉体A24克,强烈搅拌2分钟后利用抽滤将固液分开,并洗涤2次。将滤饼置入20毫升氯化钯的溶液中,强烈搅拌5分钟后将固液分开,并洗涤2次后收集滤饼。用锥形瓶取含铜镀液C 50毫升并置于80℃恒温的水浴锅内。恒温后将滤饼放入镀液中,并搅拌。每隔5分钟向镀液中补充新镀液5毫升,40分钟后停止化学镀。将固相物质与镀液分开,收集固相物质,经两次洗涤和干燥后,在氮气气氛下300℃预处理2个小时得到金属Cu包覆的LiFePO4粉体。图(4)为粉体的XPS图谱,图(5)为铜在该粉体中的分布。
实施例3
按照摩尔配比称取2水合草酸亚铁、碳酸锂和磷酸二氢铵。以无水乙醇作为磨介在行星磨上球磨6小时后在较低的温度下烘干。将烘干的混合物粉体研细后装入瓷舟中,置入气氛炉,在惰性气氛或还原气氛保护下先在400℃下保温6小时,然后在650℃保温10小时合成LiFePO4粉体A3。
配制含Cu和Ni离子的化学镀镀液的方法同实施例1。
量取SnCl2水溶液20毫升置入烧杯中,加入预制粉体A34克,强烈搅拌2分钟后利用抽滤将固液分开,并洗涤2次。将滤饼置入25毫升氯化钯的溶液中,强烈搅拌5分钟后将固液分开,并洗涤2次后收集滤饼。用锥形瓶取含铜镀液C50毫升并置于80℃恒温的水浴锅内。恒温后将滤饼放入镀液中,并搅拌。每隔5分钟向镀液中补充新镀液5毫升,30分钟后停止化学镀。将固相物质与镀液分开,收集固相物质,经两次洗涤和干燥后,在氮气气氛下400℃预处理2个小时得到金属Cu包覆的LiFePO4粉体。图(6)为该粉体的能谱图谱。
实施例4
按照摩尔配比称取2水合草酸亚铁、碳酸锂和磷酸二氢铵。以无水乙醇作为磨介在行星磨上球磨8小时后在较低的温度下烘干。将烘干的混合物粉体研细后装入瓷舟中,置入气氛炉,在惰性气氛或还原气氛保护下先在400℃下保温2小时,然后在700℃保温8小时合成LiFePO4粉体A4。
配制含Cu和Ni离子的化学镀镀液的方法同实施例1。
量取SnCl2水溶液20毫升置入烧杯中,加入预制粉体A45克,强烈搅拌2分钟后利用抽滤将固液分开,并洗涤2次。将滤饼置入20毫升氯化钯的溶液中,强烈搅拌5分钟后将固液分开,并洗涤2次后收集滤饼。用锥形瓶取含镍镀液B500毫升并置于80℃恒温的水浴锅内。恒温后将滤饼放入镀液中,并搅拌。每隔5分钟向镀液中补充新镀液5毫升,60分钟后停止化学镀。将固相物质与镀液分开,收集固相物质,经两次洗涤和干燥后,在氮气气氛下500℃预处理8个小时得到金属Ni包覆的LiFePO4粉体。图(7)为镍在该粉体中的分布。
实施例5
按照摩尔配比称取2水合草酸亚铁、碳酸锂和磷酸二氢铵。以无水乙醇作为磨介在行星磨上球磨4小时后在较低的温度下烘干。将烘干的混合物粉体研细后装入瓷舟中,置入气氛炉,在惰性气氛或还原气氛保护下先在400℃下保温6小时,然后在600保温20小时合成LiFePO4粉体A5。
配制含Cu和Ni离子的化学镀镀液的方法同实施例1。
量取SnCl2水溶液40毫升置入烧杯中,加入粉体A55克,强烈搅拌2分钟后利用抽滤将固液分开,并洗涤2次。将滤饼置入30毫升氯化钯的溶液中,强烈搅拌5分钟后将固液分开,并洗涤2次后收集滤饼。用锥形瓶取含镍镀液55毫升并置于80℃恒温的水浴锅内。恒温后将滤饼放入镀液中,并搅拌。每隔5分钟向镀液中补充新镀液5毫升,15分钟后停止化学镀。将固相物质与镀液分开,收集固相物质,经两次洗涤和干燥后,在氮气气氛下400℃预处理2个小时得到金属Ni包覆的LiFePO4粉体。图(8)为该粉体的能谱图谱。
Claims (3)
1、一种金属Ni,Cu包覆LiFePO4粉体的制备方法,其特征在于,它包括以下步骤:
第1步:制备具有均匀粒径的LiFePO4粉体
按照1∶0.5∶1摩尔配比称取2水合草酸亚铁、碳酸锂和磷酸二氢铵,球磨、干燥后,在惰性气氛或还原气氛400℃下保温2小时后,在550~850℃合成具有结晶性能良好,粒径均匀的LiFePO4粉体A;
第2步:配制含Ni的镀液
按照配比6水合硫酸镍∶次亚磷酸钠∶柠檬酸钠∶醋酸铵=10~80∶20~60∶45~72∶30~50称取材料溶于去离子水,用氨水调节PH值到6~8.5,配制得含Ni的镀液B;
第3步:配制成含Cu的镀液C
按照配比硫酸铜∶次亚磷酸钠∶柠檬酸钠∶醋酸铵=10~80∶20~60∶45~72∶30~50称取材料溶于去离子水,配制得含Cu的镀液C;
第4步:取适量粉体A置入SnCl2的水溶液中,搅拌、抽滤、洗涤,将滤饼置入氯化钯溶液中,搅拌、抽滤、洗涤,得到固体物质D;
第5步:用锥形瓶分别取镀液B和C,置于恒温的水浴锅内,将部分固体物质D置入两锥形瓶内,搅拌,进行化学镀膜;10~60分钟后停止加热,抽滤、洗涤,收集固相物质;
第6步:将第5步得到的固相物质在惰性气氛或者还原气氛300~600℃下,处理2~8小时,即得到黑色的金属包覆的LiFePO4粉体。
2、根据权利要求1所述的一种金属Ni,Cu包覆LiFePO4粉体的制备方法,其特征在于,用锥形瓶取镀液B,1克固体物质D取镀液B10~100毫升。
3、根据权利要求1所述的一种金属Ni,Cu包覆LiFePO4粉体的制备方法,其特征在于,用锥形瓶取镀液C,1克固体D取镀液C 10~100毫升。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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