CN1921187A - 一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料及其制备工艺 - Google Patents

一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料及其制备工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN1921187A
CN1921187A CNA2006101069832A CN200610106983A CN1921187A CN 1921187 A CN1921187 A CN 1921187A CN A2006101069832 A CNA2006101069832 A CN A2006101069832A CN 200610106983 A CN200610106983 A CN 200610106983A CN 1921187 A CN1921187 A CN 1921187A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hours
anode material
salt
ball milling
lithium
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
Application number
CNA2006101069832A
Other languages
English (en)
Inventor
杨书廷
王涛
李述中
崔成伟
尹艳红
李敬磊
韩金东
张玉亮
王德民
周奥博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZHONGKE SCIENCE-TECHNOLOGY Co Ltd XINXIANG
Original Assignee
ZHONGKE SCIENCE-TECHNOLOGY Co Ltd XINXIANG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZHONGKE SCIENCE-TECHNOLOGY Co Ltd XINXIANG filed Critical ZHONGKE SCIENCE-TECHNOLOGY Co Ltd XINXIANG
Priority to CNA2006101069832A priority Critical patent/CN1921187A/zh
Publication of CN1921187A publication Critical patent/CN1921187A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料及其制备工艺，涉及一种电池正极材料及其制备方法，本发明的目的是用此工艺制备的锂离子电池正极材料既具有锂离子电池一般优点外，还具有放电容量高达150mAh/g，500周循环容量保持90％以上，而成本低。本发明的技术方案要点是，一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料，其分子式为：LiFe0.99M0.01PO4/C，式中M为Cr、Zn、Ca。其制备工艺有下列工序；(1)将碳酸锂、亚铁盐、铬盐、锌盐、钙盐、磷源和葡萄糖进行混合和球磨；(2)将工序(1)得到的粉末物料在惰性气氛下进行低温预热处理；(3)将上述工序(2)制得的物料再进行球磨后，在惰性气氛保护下进行灼烧处理，冷却球磨过300目筛。本发明用于制作锂电池的正极。

Description

一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料及其制备工艺
技术领域：
本发明涉及一种电池正极材料及其制备方法，特别是一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料及其制备工艺。
背景技术：
电极材料是锂离子二次电池需要解决的关键问题之一，而正极材料是制约锂离子电池发展的瓶颈，其决定着锂离子电池的性能、价格及发展。众所周知，已商品化的LiCoO2和正受广泛研究的LiNiO2与LiMn2O4正极材料各具其优点，但是LiNiO2合成困难，不易工业化生产；LiMn2O4实际比容量低，循环性能差。而橄榄石型LiFePO4作为锂离子二次电池新型正极材料则兼具上述各种材料的优点，特别是其安全性和热稳定性好，价格便宜且无污染，充放电效率高。已有文献报道用高温固相反应合成出LiFePO4，其放电容量为120mAh/g，循环性能差，500周循环容量保持原来的80％，成本高。
发明内容：
本发明的目的是提供一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料及其制备工艺，用此工艺制备的锂离子电池正极材料既具有锂离子电池一般优点外，还具有放电容量高达150mAh/g，500周循环容量保持90％以上，而成本低。本发明的技术方案是，一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料，含有锂、铁和磷，其特征在于：该正极材料的分子式为：LiFe0.99M0.01PO4/C，式中M为Cr、Zn、Ca。Li∶Fe∶Cr∶Zn∶Ca∶P∶C的原子比为：1.0-1.1∶0.99∶0.005∶0.0025∶0.0025∶1∶0.05。包括有下列工序；(1)将碳酸锂、亚铁盐、铬盐、锌盐、钙盐、磷源和葡萄糖按Li∶Fe∶Cr∶Zn∶Ca∶P∶C的原子比为：1.0-1.1∶0.99∶0.005∶0.0025∶0.0025∶1∶0.05进行混合2小时，球磨4小时，球磨转速为100转/分钟；(2)将工序(1)得到的粉末物料在惰性气氛和300-350℃下进行低温预热处理5小时；(3)将上述工序(2)制得的物料再进行球磨，球磨转速为100转/分钟，在惰性气氛保护下和600-700℃下进行灼烧处理8小时，冷却球磨过300目筛，制成本发明内部掺杂磷酸亚铁锂正极材料。本发明由于在磷酸亚铁锂中掺杂了结构稳定的金属元素Cr、Zn、Ca，和表面包覆并优化了合成工艺条件，因而与现有技术比较具有放电容量达150mAh/g，500周循环容量保持原来的90％以上且成本低的显著优点。
具体实施方式：
本发明有以下实施例：
实施例1、
1.将碳酸锂、亚铁盐、铬盐、锌盐、钙盐、磷源和葡萄糖物料按与Li∶Fe∶Cr∶Zn∶Ca∶P∶C的原子比为1.02∶0.99∶0.005∶0.0025∶0.0025∶1∶0.05混合2小时后再球磨4小时，球磨转速100转/分钟。
2.将上述工序得到的粉末物料惰性气氛保护下350℃低温预热处理5小时。
3.将上述预热处理的物料再进行高速球磨2小时后，球磨转速为100转/分钟，在惰性气氛保护下和600℃高温下进行灼烧处理8小时，冷却球磨过300目筛，制成本发明内部掺杂表面包覆导电性能好的碳元素的磷酸亚铁锂正极材料。
实施例2、
1.将碳酸锂、亚铁盐、铬盐、锌盐、钙盐、磷源和葡萄糖物料按与Li∶Fe∶Cr∶Zn∶Ca∶P∶C的原子比为1.04∶0.99∶0.005∶0.0025∶0.0025∶1∶0.05混合2小时后再球磨4小时，球磨转速100转/分钟。
2.将上述工序得到的粉末物料惰性气氛保护下350℃低温预热处理5小时。
3.将上述预热处理的物料再进行高速球磨2小时后，球磨转速为100转/分钟，在惰性气氛保护下和600℃高温下进行灼烧处理8小时，冷却球磨过300目筛，制成本发明内部掺杂表面包覆导电性能好的碳元素的磷酸亚铁锂正极材料。
实施例3、
1.将碳酸锂、亚铁盐、铬盐、锌盐、钙盐、磷源和葡萄糖物料按与Li∶Fe∶Cr∶Zn∶Ca∶P∶C的原子比为1.06∶0.99∶0.005∶0.0025∶1∶0.0025∶0.05混合2小时后再球磨4小时，球磨转速100转/分钟。
2.将上述工序得到的粉末物料惰性气氛保护下350℃低温预热处理5小时。
3.将上述预热处理的物料再进行高速球磨2小时后，球磨转速为100转/分钟，在惰性气氛保护下和600℃高温下进行灼烧处理8小时，冷却球磨过300目筛，制成本发明内部掺杂表面包覆导电性能好的碳元素的磷酸亚铁锂正极材料。
实施例4、
1.将碳酸锂、亚铁盐、铬盐、锌盐、钙盐、磷源和葡萄糖物料按与Li∶Fe∶Cr∶Zn∶Ca∶P∶C的原子比为1.08∶0.99∶0.005∶0.0025∶0.0025∶1∶0.05混合2小时后再球磨4小时，球磨转速100转/分钟。
2.将上述工序得到的粉末物料惰性气氛保护下350℃低温预热处理5小时。
3.将上述预热处理的物料再进行高速球磨2小时后，球磨转速为100转/分钟，在惰性气氛保护下和600℃高温下进行灼烧处理8小时，冷却球磨过300目筛，制成本发明内部掺杂表面包覆导电性能好的碳元素的磷酸亚铁锂正极材料。
实施例5、
1.将碳酸锂、亚铁盐、铬盐、锌盐、钙盐、磷源和葡萄糖物料按与Li∶Fe∶Cr∶Zn∶Ca∶P∶C的原子比为1.04∶0.99∶0.005∶0.0025∶0.0025∶1∶0.05混合2小时后再球磨4小时，球磨转速100转/分钟。
2.将上述工序得到的粉末物料惰性气氛保护下300℃低温预热处理5小时。
3.将上述预热处理的物料再进行高速球磨2小时后，球磨转速为100转/分钟，在惰性气氛保护下和600℃高温下进行灼烧处理8小时，冷却球磨过300目筛，制成本发明内部掺杂表面包覆导电性能好的碳元素的磷酸亚铁锂正极材料。
实施例6、
1.将碳酸锂、亚铁盐、铬盐、锌盐、钙盐、磷源和葡萄糖物料按与Li∶Fe∶Cr∶Zn∶Ca∶P∶C的原子比为1.04∶0.99∶0.005∶0.0025∶0.0025∶1∶0.05混合2小时后再球磨4小时，球磨转速100转/分钟。
2.将上述工序得到的粉末物料惰性气氛保护下350℃低温预热处理5小时。
3.将上述预热处理的物料再进行高速球磨2小时后，球磨转速为100转/分钟，在惰性气氛保护下和650℃高温下进行灼烧处理8小时，冷却球磨过300目筛，制成本发明内部掺杂表面包覆导电性能好的碳元素的磷酸亚铁锂正极材料。
实施例7、
1.将碳酸锂、亚铁盐、铬盐、锌盐、钙盐、磷源和葡萄糖物料按与Li∶Fe∶Cr∶Zn∶Ca∶P∶C的原子比为1.04∶0.99∶0.005∶0.0025∶0.0025∶1∶0.05混合2小时后再球磨4小时，球磨转速100转/分钟。
2.将上述工序得到的粉末物料惰性气氛保护下350℃低温预热处理5小时。
3.将上述预热处理的物料再进行高速球磨2小时后，球磨转速为100转/分钟，在惰性气氛保护下和700℃高温下进行灼烧处理8小时，冷却球磨过300目筛，制成本发明内部掺杂表面包覆导电性能好的碳元素的磷酸亚铁锂正极材料。
将上述方法制备的锂离子电池正极材料与锂离子电池负极材料石墨，以偏氟乙烯为极板粘结剂，分别制成锂离子电池的正极片与负极片，以聚丙烯微孔膜为电极隔膜，以体积比碳酸二甲酯∶碳酸二乙酯∶碳酸乙烯酯＝1∶1∶1的1M六氟磷酸锂为电解液组装成锂离子电池，其性能见下表：

Claims (3)

1、一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料，含有锂、铁和磷，其特征在于：该正极材料的分子式为：LiFe0.99M0.01PO4/C，式中M为Cr、Zn、Ca。
2、如权利要求1所述的一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料，其特征在于：Li∶Fe∶Cr∶Zn∶Ca∶P∶C的原子比为：1.0-1.1∶0.99∶0.005∶0.0025∶0.0025∶1∶0.05。
3、一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料的制备工艺，其特征在于：包括有下列工序；
(1)将碳酸锂、亚铁盐、铬盐、锌盐、钙盐、磷源和葡萄糖按Li∶Fe∶Cr∶Zn∶Ca∶P∶C的原子比为：1.0-1.1∶0.99∶0.005∶0.0025∶0.0025∶1∶0.05进行混合2小时，球磨4小时，球磨转速为100转/分钟；
(2)将工序(1)得到的粉末物料在惰性气氛和300-350℃下进行低温预热处理5小时；
(3)将上述工序(2)制得的物料再进行球磨，球磨转速为100转/分钟，在惰性气氛保护下和600-700℃下进行灼烧处理8小时，冷却球磨过300目筛，制成本发明内部掺杂磷酸亚铁锂正极材料。
CNA2006101069832A 2006-08-30 2006-08-30 一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料及其制备工艺 Pending CN1921187A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2006101069832A CN1921187A (zh) 2006-08-30 2006-08-30 一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料及其制备工艺

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2006101069832A CN1921187A (zh) 2006-08-30 2006-08-30 一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料及其制备工艺

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1921187A true CN1921187A (zh) 2007-02-28

Family

ID=37778830

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2006101069832A Pending CN1921187A (zh) 2006-08-30 2006-08-30 一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料及其制备工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN1921187A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101814601A (zh) * 2010-03-11 2010-08-25 彩虹集团公司 一种锌掺杂和氧化锌包覆的磷酸铁锂的制备方法
CN101386405B (zh) * 2008-09-28 2010-09-29 江苏双登电源有限公司 磷酸亚铁锂合成方法
CN101348243B (zh) * 2007-07-20 2011-04-06 上海比亚迪有限公司 一种磷酸铁锂正极活性材料及其制备方法
WO2014012258A1 (zh) * 2012-07-20 2014-01-23 深圳市德方纳米科技有限公司 一种电池正极材料的自热蒸发液相合成法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101348243B (zh) * 2007-07-20 2011-04-06 上海比亚迪有限公司 一种磷酸铁锂正极活性材料及其制备方法
CN101386405B (zh) * 2008-09-28 2010-09-29 江苏双登电源有限公司 磷酸亚铁锂合成方法
CN101814601A (zh) * 2010-03-11 2010-08-25 彩虹集团公司 一种锌掺杂和氧化锌包覆的磷酸铁锂的制备方法
CN101814601B (zh) * 2010-03-11 2012-07-04 彩虹集团公司 一种锌掺杂和氧化锌包覆的磷酸铁锂的制备方法
WO2014012258A1 (zh) * 2012-07-20 2014-01-23 深圳市德方纳米科技有限公司 一种电池正极材料的自热蒸发液相合成法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101295780B (zh) 锂离子二次电池正极活性材料组合物及电池
CN1790782A (zh) 锂离子电池正极材料及其制备方法
KR20150039550A (ko) 황화물 고체 전해질과 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 고체 전지
CN1457111A (zh) 锂电池正极材料及其制备方法
CN103928664A (zh) 一种具有快离子导体包覆层和表面异质结构的富锂锰基正极材料及其制备方法
CN1803592A (zh) 一种富锂型磷酸铁锂粉体的制备方法
CN1792780A (zh) 一种锌离子掺杂的橄榄石结构LiFePO4及其制备方法和用途
CN112510200A (zh) 一种双导电层包覆富锂锰基材料的制备方法
CN114300659A (zh) 硬碳包覆的钠离子电池纳米复合材料合成方法及其应用
CN110311169B (zh) 一种具有硫空位结构的固体电解质及其制备方法和应用
CN113603141B (zh) 一种复合正极材料、制备方法及其应用
CN1785799A (zh) 过渡元素掺杂磷酸铁锂粉体的制备方法
CN114864932A (zh) 一种钠离子电池正极材料的制备方法
CN1921187A (zh) 一种掺杂磷酸亚铁锂正极材料及其制备工艺
CN114420924A (zh) 一种钠/钾离子电池碲化铋基复合负极材料及其制备方法
Kotobuki The current situation and problems of rechargeable lithium ion batteries
CN1243385C (zh) 一种锂离子电池正极材料的制造方法
CN1255887C (zh) 含磷酸亚铁锂盐－碳的锂离子电池正极复合材料的制备方法
CN1688045A (zh) 一种层状锂镍锰氧复合材料的制备方法及其应用
CN1585168A (zh) 锂离子电池用改性磷酸亚铁理正极材料及其生产方法
CN1234177C (zh) 一种改善锂离子电池正极材料LiMn2O4的高温性能的方法
CN101369659A (zh) 用于锂离子电池的新型磷酸铁锂正极材料及其制备方法
CN1812166A (zh) 锂离子二次电池正极活性材料磷酸亚铁基锂盐的制备方法
CN107482179B (zh) 一种不含锂的锂离子电池正极材料Na3V2(PO4)3/C及其制备方法
CN115490275A (zh) 一种铁包覆硼掺杂的高镍正极材料及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication