CN1830764A - 稀土掺杂包碳型纳米正极材料磷酸铁锂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种稀土掺杂包碳型纳米正极材料磷酸铁锂及其制备方法，属于电池材料制备技术领域。该材料以FeC2H4·H2O、Li2CO3、NH4H2PO4、Y2O3、CeO2和环氧树脂胶为原料，其特征在于，所述材料的配方为：FeC2H4·H2O：1、Li2CO3：0.5、NH4H2PO4：1、Y2O3：0.05～0.1或CeO2：0.05～0.1其比例为实际摩尔数，进行配料；球磨混料，烘干，过筛；分别在350℃和600℃～750℃氮气气氛中煅烧，保温，即得稀土掺杂包碳型纳米LiFe1－xMxPO4/C正极材料。利用本发明的配方和方法制备的稀土掺杂包碳型纳米LiFe1－xMxPO4/C粉料，平均晶粒度为＜100nm，容量高＞150mAh，循环寿命长(＞2000次)。本制备方法工艺简单、低成本，适用于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池用稀土掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C正极材料及其制备方法，属于电池材料制备技术领域。
背景技术
稀土掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C材料，由于安全性能好、环保、使用寿命长，是最具有前景的锂离子电池的正极材料。磷酸铁锂材料的离子和电子导电性能较差，所以需要通过稀土掺杂和颗粒表面包碳制备出稀土掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C材料。这样就能大大提高磷酸铁锂电池材料的电化学性能。由于稀土掺杂种类和包碳材料组成和制备工艺的不同，对磷酸铁锂的比容量，循环衰减影响很大，限制了磷酸铁锂的广泛使用。目前，磷酸铁锂的制备方法有两种，液相法、固相反应法。固相反应法，由于方法简单，原料及生产成本低，是磷酸铁锂正极材料的主要制备方法。但是，固相反应法制备的磷酸铁锂，需要在惰性气氛中才能制备出性能良好的材料。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种价格低廉、利于环保性能优良的锂离子电池用稀土掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C正极材料。
本发明提出的锂离子电池用的稀土掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C正极材料，该材料以FeC2H4·H2O、Li2CO3、NH4H2PO4、Y2O3、CeO2和环氧树脂胶为原料，其特征在于，所述材料的配方为：FeC2H4·H2O∶1、Li2CO3∶0.5、NH4H2PO4∶1、Y2O3∶0.05～0.1或CeO2∶0.05～0.1其比例为实际摩尔数。
本发明的另一目的是提供一种工艺简单、低成本，制备的粉料具有高容量、高导电率的锂离子电池用稀土掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C正极材料的制备方法。
一种锂离子电池用的稀土掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C正极材料的制备方法，其特征在于，该方法依次按如下步骤进行：
(1)分别称量按摩尔比为；FeC2H4·H2O∶1、Li2CO3∶0.5、NH4H2PO4∶1、Y2O3∶0.05～0.1或CeO2∶0.05～0.1进行配料。
(2)将所配制的粉料进行干法球磨混料10小时以上。
(3)将混合好的料在350℃，流动N2气氛保护下煅烧10小时。
(4)将煅烧好的料加入10wt％环氧树脂，进行球磨粉碎8小时。
(5)将磨好的料在100℃进行混干。
(6)将混干的料在2000kg/cm2压力下，压成密实块体；
(7)将压好的块体在流动N2气氛保护下，600℃～750℃煅烧，并保温10小时～20小时；
(8)将上述煅烧后的料进行粉碎、分级即得稀土掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C粉料。
利用本发明的配方和制备方法制备的稀土掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C粉料，平均晶粒度为＜100nm，容量高＞150mAh，循环寿命长(＞2000次)。本制备方法工艺简单、低成本，适用于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
(1)分别称量FeC2H4·H2O：53％wt、Li2CO3：11％wt、NH4H2PO4：35％wt、Y2O3：1％wt进行配料。
(2)将所配制的粉料进行干法球磨混料10小时。
(3)将混合好的料在400℃，流动N2气氛保护下煅烧20小时。
(4)将煅烧好的料加入10wt％环氧树脂，进行球磨粉碎8小时。
(5)将磨好的料在100℃进行混干。
(6)将混干的料在1000kg/cm2压力下，压成密实块体；
(7)将压好的块体在流动N2气氛保护下，600℃煅烧，并保温20小时；
(8)将上述煅烧后的料进行粉碎、分级即得稀土掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C粉料。
实施例2
(1)分别称量FeC2H4·H2O：52％wt、Li2CO3：11％wt、NH4H2PO4：35％wt、Y2O3：2％wt进行配料。
(2)将所配制的粉料进行干法球磨混料10小时以上。
(3)将混合好的料在450℃，流动N2气氛保护下煅烧10小时。
(4)将煅烧好的料加入5wt％环氧树脂，进行球磨粉碎8小时。
(5)将磨好的料在100℃进行混干。
(6)将混干的料在1500kg/cm2压力下，压成密实块体；
(7)将压好的块体在流动N2气氛保护下，700℃煅烧，并保温15小时；
(8)将上述煅烧后的料进行粉碎、分级即得稀土掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C粉料。
实施例3
(1)分别称量FeC2H4·H2O：53％wt、Li2CO3：11％wt、NH4H2PO4：35％wt、CeO2：1％wt进行配料。
(2)将所配制的粉料进行干法球磨混料10小时以上。
(3)将混合好的料在350℃，流动N2气氛保护下煅烧15小时。
(4)将煅烧好的料加入7wt％环氧树脂，进行球磨粉碎8小时。
(5)将磨好的料在100℃进行混干。
(6)将混干的料在2000kg/cm2压力下，压成密实块体；
(7)将压好的块体在流动N2气氛保护下，750℃煅烧，并保温10小时；
(8)将上述煅烧后的料进行粉碎、分级即得稀土掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C粉料。
Claims (2)
1、稀土掺杂包碳型纳米正极材料磷酸铁锂，该材料以FeC2H4·H2O、Li2CO3、NH4H2PO4 、Y2O3、CeO2和环氧树脂胶为原料，其特征在于，所述材料的配方为：FeC2H4·H2O∶1、Li2CO3∶0.5、NH4H2PO4∶1、Y2O3∶0.05～0.1或CeO2∶0.05～0.1，其比例为实际摩尔数。
2、一种制备如权利要求1所述的稀土掺杂包碳型纳米正极材料磷酸铁锂的方法，该方法采用固相反应法，其特征在于，所述方法依次按如下步骤进行：
(1)分别称量按摩尔比为；FeC2H4·H2O∶1、Li2CO3∶0.5、NH4H2PO4∶1、Y2O3∶0.05～0.1或CeO2∶0.05～0.1进行配料；
(2)将所配制的粉料进行干法球磨混料；
(3)将混合好的料在350℃～450℃，流动N2气氛保护下煅烧10～20小时；
(4)将煅烧好的料在加入5～10wt％环氧树脂，进行球磨粉碎；
(5)将磨好的料进行烘干；
(6)将烘干的料在1000～2000kg/cm2压力下，压成密实块体；
(7)将压好的块体在流动N2气氛保护下，600℃～750℃煅烧，并保温10小时～20小时；
(8)将上述煅烧后的料进行粉碎、分级即得稀土掺杂包碳型纳米LiFe1-xMxPO4/C粉料。
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Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101657381A (zh) * | 2007-04-20 | 2010-02-24 | 郑盛允 | 用于制作锂过渡金属磷酸盐的纳米颗粒的方法 |
| CN101070149B (zh) * | 2007-06-07 | 2010-09-01 | 孝感学院 | 一种真空碳还原制备的磷酸铁锂材料及方法 |
| WO2010148638A1 (zh) | 2009-06-21 | 2010-12-29 | 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 |
| CN102104148A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-06-22 | 北京中科浩运科技有限公司 | 一种混合稀土化合物掺杂改性的磷酸铁锂正极材料及其制备方法 |
| CN102368554A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-03-07 | 北京桑德环保集团有限公司 | 一种采用离子注入机掺杂钇的磷酸铁锂电池正极材料的制备方法 |
| CN102376955A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-03-14 | 浙江瑞邦科技有限公司 | 一种简单合成磷酸铁钇锂正极材料的方法 |
| CN101546831B (zh) * | 2008-03-28 | 2012-09-26 | 潘树明 | 锂离子电池正极材料复合磷酸铁锂及其四步合成制备工艺 |
| CN103354289A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-10-16 | 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 | 一种低温型纳米磷酸铁锂、其制备方法及应用 |
| CN107827092A (zh) * | 2017-07-08 | 2018-03-23 | 郑春燕 | 一种电极材料 |
| CN107834026A (zh) * | 2017-07-09 | 2018-03-23 | 郑春燕 | 一种高导电率的复合电极材料及其制备工艺 |
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Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101657381A (zh) * | 2007-04-20 | 2010-02-24 | 郑盛允 | 用于制作锂过渡金属磷酸盐的纳米颗粒的方法 |
| CN101657381B (zh) * | 2007-04-20 | 2013-01-02 | 郑盛允 | 用于制作锂过渡金属磷酸盐的纳米颗粒的方法 |
| CN101070149B (zh) * | 2007-06-07 | 2010-09-01 | 孝感学院 | 一种真空碳还原制备的磷酸铁锂材料及方法 |
| CN101546831B (zh) * | 2008-03-28 | 2012-09-26 | 潘树明 | 锂离子电池正极材料复合磷酸铁锂及其四步合成制备工艺 |
| WO2010148638A1 (zh) | 2009-06-21 | 2010-12-29 | 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 |
| CN102104148A (zh) * | 2010-12-31 | 2011-06-22 | 北京中科浩运科技有限公司 | 一种混合稀土化合物掺杂改性的磷酸铁锂正极材料及其制备方法 |
| CN102368554A (zh) * | 2011-11-04 | 2012-03-07 | 北京桑德环保集团有限公司 | 一种采用离子注入机掺杂钇的磷酸铁锂电池正极材料的制备方法 |
| CN102376955A (zh) * | 2011-12-02 | 2012-03-14 | 浙江瑞邦科技有限公司 | 一种简单合成磷酸铁钇锂正极材料的方法 |
| CN103354289A (zh) * | 2013-06-26 | 2013-10-16 | 深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司 | 一种低温型纳米磷酸铁锂、其制备方法及应用 |
| CN103354289B (zh) * | 2013-06-26 | 2016-04-20 | 深圳市贝特瑞纳米科技有限公司 | 一种低温型纳米磷酸铁锂的制备方法 |
| CN107827092A (zh) * | 2017-07-08 | 2018-03-23 | 郑春燕 | 一种电极材料 |
| CN107834026A (zh) * | 2017-07-09 | 2018-03-23 | 郑春燕 | 一种高导电率的复合电极材料及其制备工艺 |
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