JP2023548993A - ハイレートのリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法 - Google Patents
ハイレートのリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023548993A JP2023548993A JP2022577335A JP2022577335A JP2023548993A JP 2023548993 A JP2023548993 A JP 2023548993A JP 2022577335 A JP2022577335 A JP 2022577335A JP 2022577335 A JP2022577335 A JP 2022577335A JP 2023548993 A JP2023548993 A JP 2023548993A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- iron phosphate
- lithium
- positive electrode
- electrode material
- lithium iron
- 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
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 63
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 22
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 title abstract description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 48
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 28
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 24
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 239000002243 precursor Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 17
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 8
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims abstract description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 13
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 13
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910000398 iron phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 12
- WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K iron(3+) phosphate Chemical compound [Fe+3].[O-]P([O-])([O-])=O WBJZTOZJJYAKHQ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 12
- 238000003801 milling Methods 0.000 claims description 10
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 claims description 7
- 238000005507 spraying Methods 0.000 claims description 7
- 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 description 5
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 5
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 4
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 4
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 claims description 4
- 239000008118 PEG 6000 Substances 0.000 claims description 3
- 229920002584 Polyethylene Glycol 6000 Polymers 0.000 claims description 3
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 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 description 3
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims description 2
- 239000011802 pulverized particle Substances 0.000 claims description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 claims description 2
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 claims description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 abstract description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 10
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 9
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 7
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 4
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 4
- 238000004729 solvothermal method Methods 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 230000003064 anti-oxidating effect Effects 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- -1 separator Substances 0.000 description 1
- 238000003980 solgel method Methods 0.000 description 1
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0471—Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
-
- 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
-
- 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
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
-
- 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
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/32—Spheres
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/30—Particle morphology extending in three dimensions
- C01P2004/45—Aggregated particles or particles with an intergrown morphology
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/62—Submicrometer sized, i.e. from 0.1-1 micrometer
-
- 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
- C01P2006/12—Surface area
-
- 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
-
- 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
- H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
-
- 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
- H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
- H01M2004/028—Positive electrodes
-
- 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
Abstract
Description
この出願は、2021年10月9日に中国特許庁に出願され、出願番号202111175470.8、発明の名称「ハイレートのリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法」である中国特許出願の優先権を主張し、その全内容が援用により本出願に組み込まれる。
上記のハイレートのリン酸鉄リチウム材料は、略球状の形態を有し、一次粒子の粒径が100nmである。
所定量のリン酸鉄と炭酸リチウムをモル比1:1~1:1.05で秤量し、該リン源とリチウム源材料の合計質量に対する10%の炭素源化合物を採取し、固形分含有量40%のスラリーを調製する工程と、
上記スラリーをボールミルにてスラリーを均一に混合できるように2時間ボールミリングする工程と、
ボールミリングしたスラリーをサンドミルにて、サンドミルリング後の最終の粒径D50を100~200nmに制御するように微粉砕する工程と、
サンドミルリング完了後のスラリーを、噴霧の送風温度を240~280℃とし、噴霧の排気温度を80~95℃として噴霧乾燥し、淡黄色の前駆体粉末を得る工程と、
前駆体粉末を黒鉛匣鉢に入れ、窒素雰囲気の保護下で650~700℃の焼結温度下で18~20時間高温焼結し、その後自然冷却する工程とが含まれる。
本発明の高温固相法によれば、略球状形態の、一次粒子の粒径が100nmであるリン酸鉄リチウム前駆体が製造される。製造されたリン酸鉄リチウム材料は、XRDスペクトルの特徴を調べたところ、リン酸鉄リチウムの特徴的なピークが現れ、不純物ピークは見られなかった。製造された材料を用いてCR2032ボタン型半電池を組み立てた。CR2032ボタン型半電池の電気的特性を測定したところ、製造された略球状のリン酸鉄リチウム正極材料では、室温で0.1Cの電流下で初回放電比容量が161mAh/gに達し、10Cの電流下で初回放電比容量が140mAh/gに達し、25℃で、17878回の動作サイクル後の容量維持率が95%以上であった。図8に示すように、実施例1の材料では、45℃で11922回の動作サイクル後の容量維持率が90%以上であり、良好なレート性能(rate capability)及びサイクル安定性を有する。
リチウム源としては、主含有量≧99.7%の電池グレードの炭酸リチウムを使用した。
炭素源としては、グルコース、PEG2000、PEG6000、白砂糖、クエン酸の1つ又は複数種を使用した。
金属イオンドープ剤としては、ナノ二酸化チタン、二酸化ジルコニウムの1つ又は複数種を使用した。
まず、25gの無水リン酸鉄、6.3gの炭酸リチウム、2.64gのグルコース及び0.32gのPEG2000、0.25gの二酸化チタンを秤量し、上記の原料を5.3gの脱イオン水に分散させ、2時間ボールミリングした後、サンドミルにて粒径D50が100~200nmに制御されるようにサンドミルリングし、鉄源、リチウム源、炭素源、金属イオンドープ剤などの原材料を十分にかつ均一に混合し、さらに遠心噴霧で乾燥させ、淡黄色の前駆体粉末を得た。前駆体を黒鉛匣鉢に入れ、窒素雰囲気の保護下、650~700℃の保温温度下で18~20時間高温焼結した。自然冷却した後、ジェットミルで粉砕し、鉄を除去した後、ハイレートのリン酸鉄リチウム正極材料を得た。
まず、25gの無水リン酸鉄、6.3gの炭酸リチウム、3.8gのスクロース及び0.78gのPEG2000、0.25gの二酸化チタンを秤量し、上記の原料を5.3gの脱イオン水に分散させ、2時間ボールミリングした後、サンドミルにて粒径D50が100~200nmに制御されるようにサンドミルリングし、鉄源、リチウム源、炭素源、金属イオンドープ剤などの原材料を十分にかつ均一に混合し、さらに遠心噴霧で乾燥させ、淡黄色の前駆体粉末を得た。前駆体を黒鉛匣鉢に入れ、窒素雰囲気の保護下、650~700℃の保温温度下で18~20時間高温焼結した。自然冷却した後、ジェットミルで粉砕し、鉄を除去した後、ハイレートのリン酸鉄リチウム正極材料を得た。
まず、25gの無水リン酸鉄、6.3gの炭酸リチウム、5.68gのクエン酸、0.13gの二酸化チタンを秤量し、上記の原料を5.3gの脱イオン水に分散させ、2時間ボールミリングした後、サンドミルにて粒径D50が100~200nmに制御されるようにサンドミルリングし、鉄源、リチウム源、炭素源、金属イオンドープ剤などの原材料を十分にかつ均一に混合し、さらに遠心噴霧で乾燥させ、淡黄色の前駆体粉末を得た。前駆体を黒鉛匣鉢に入れ、窒素雰囲気の保護下、650~700℃の保温温度下で18~20時間高温焼結した。自然冷却した後、ジェットミルで粉砕し、鉄を除去した後、ハイレートのリン酸鉄リチウム正極材料を得た。
まず、25gの無水リン酸鉄、6.3gの炭酸リチウム、5.68gのグルコース及び0.32gのPEG2000、0.31gの二酸化ジルコニウムを秤量し、上記の原料を5.3gの脱イオン水に分散させ、2時間ボールミリングした後、サンドミルにて粒径D50が100~200nmに制御されるようにサンドミルリングし、鉄源、リチウム源、炭素源、金属イオンドープ剤などの原材料を十分にかつ均一に混合し、さらに遠心噴霧で乾燥させ、淡黄色の前駆体粉末を得た。前駆体を黒鉛匣鉢に入れ、窒素雰囲気の保護下、650~700℃の保温温度下で18~20時間高温焼結した。自然冷却した後、ジェットミルで粉砕し、鉄を除去した後、ハイレートのリン酸鉄リチウム正極材料を得た。
Claims (9)
- ハイレートのリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法であって、
前記リン酸鉄リチウム正極材料は、ミクロ形態が略球状粒子であり、一次粒子の粒径が100nmであり、
前記リン酸鉄リチウム正極材料の製造方法は、高温固相法であり、
所定のモル比で秤量した鉄源およびリチウム源、所定量で秤量した炭素源およびイオンドープ剤に純水を加え、所定の固形分含有量のスラリーに調製するようにボールミリングする工程Aと、
ボールミリング後のスラリーをサンドミルにて粒子の直径を所定の範囲に制御するようにサンドミルリングする工程B、
サンドミルリング後のスラリーを噴霧し、淡黄色の前駆体粉末を得る工程Cと、
前記前駆体粉末を焼結炉にて窒素保護下で高温焼結し、冷却後に焼結材を得る工程Dと、
前記焼結材を粉砕し、ふるいにかけて鉄を除去した後、リン酸鉄リチウムを得る工程Eとを含むことを特徴とする、リン酸鉄リチウム正極材料の製造方法。 - 前記工程Aで選択される前記鉄源は、無水リン酸鉄であり、ハニカム構造を有し、BETが9~11m2/gであることを特徴とする、請求項1に記載のリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法。
- 前記工程Aにおける前記鉄源とリチウム源のモル比が1:1~1:1.05であることを特徴とする、請求項1に記載のリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法。
- 前記工程Aにおける前記炭素源が、グルコース、PEG2000、PEG6000、白砂糖、およびクエン酸からなる群より選択された1つ又は複数種であることを特徴とする、請求項1に記載のリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法。
- 前記工程Aにおける前記金属イオンドープ剤が二酸化チタン、二酸化ジルコニウムのうちの1つであることを特徴とする、請求項1に記載のリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法。
- 前記工程Bにおいて、サンドミルリング後のスラリーの粒径D50が100~200nmに制御されることを特徴とする、請求項1に記載のリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法。
- 前記工程Cにおいて、前記噴霧の送風温度が240~280℃であり、前記噴霧の排気温度が80~95℃であることを特徴とする、請求項1に記載のリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法。
- 前記工程Dにおいて、前記前駆体粉末が、窒素保護下、650~700℃の焼結温度下で、18~20時間高温焼結されることを特徴とする、請求項1に記載のリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法。
- 前記工程Eにおいて、前記焼結材の粉砕粒径D50が0.4~1.5μmに制御されることを特徴とする、請求項1に記載のリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202111175470.8 | 2021-10-09 | ||
CN202111175470.8A CN113929070B (zh) | 2021-10-09 | 2021-10-09 | 一种高倍率磷酸铁锂正极材料的制备方法 |
PCT/CN2022/104544 WO2023056767A1 (zh) | 2021-10-09 | 2022-07-08 | 一种高倍率磷酸铁锂正极材料的制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023548993A true JP2023548993A (ja) | 2023-11-22 |
JPWO2023056767A5 JPWO2023056767A5 (ja) | 2023-12-19 |
Family
ID=79278307
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022577335A Pending JP2023548993A (ja) | 2021-10-09 | 2022-07-08 | ハイレートのリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20240105937A1 (ja) |
EP (1) | EP4187648A1 (ja) |
JP (1) | JP2023548993A (ja) |
KR (1) | KR20230051657A (ja) |
CN (1) | CN113929070B (ja) |
WO (1) | WO2023056767A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113929070B (zh) * | 2021-10-09 | 2022-05-17 | 湖北万润新能源科技股份有限公司 | 一种高倍率磷酸铁锂正极材料的制备方法 |
CN114725318B (zh) * | 2022-04-15 | 2023-11-10 | 湖北万润新能源科技股份有限公司 | 一种高倍率磷酸铁锂正极材料及其制备方法、其正极和电池 |
CN114804058A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-07-29 | 湖北万润新能源科技股份有限公司 | 一种高振实密度磷酸铁锂正极材料及其制备方法、应用 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5263807B2 (ja) * | 2007-09-12 | 2013-08-14 | 国立大学法人福井大学 | 電極用リン酸鉄リチウム粉体の製造方法 |
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 |
EP2355214B1 (fr) * | 2010-01-28 | 2013-12-25 | Prayon | Accumulateurs au lithium à base de phosphate de fer lithié et de carbone |
US20130177784A1 (en) * | 2010-09-29 | 2013-07-11 | Ocean's King Lighting Science & Technology Co, Ltd | Lithium iron phosphate composite material, production method and use thereof |
JP2013001605A (ja) * | 2011-06-17 | 2013-01-07 | Jfe Chemical Corp | リン酸鉄リチウムの製造方法 |
CN107814372A (zh) * | 2017-11-02 | 2018-03-20 | 沈阳国科金能新材料有限公司 | 一种磷酸铁锂正极材料的制备方法和应用 |
CN108163828A (zh) * | 2018-01-02 | 2018-06-15 | 乳源东阳光磁性材料有限公司 | 一种球形磷酸铁锂正极材料的制备方法 |
CN108455547B (zh) * | 2018-02-11 | 2019-09-03 | 衢州华友钴新材料有限公司 | 一种低杂质高铁磷比大比表面积电池级磷酸铁的制备方法 |
EP3770996A1 (en) * | 2019-07-23 | 2021-01-27 | Formosa Plastics Transport Corporation | Method for manufacturing lithium iron phosphate/carbon composite cathode material for secondary lithium ion battery |
CN112331846B (zh) * | 2019-08-27 | 2022-04-12 | 万向一二三股份公司 | 一种高倍率正极材料磷酸铁锂的制备方法 |
CN111313010A (zh) * | 2020-03-26 | 2020-06-19 | 隆能科技(南通)有限公司 | 一种高容量锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备方法 |
CN113054171A (zh) * | 2021-03-09 | 2021-06-29 | 湖北融通高科先进材料有限公司 | 一种磷酸铁锂材料以及以混合铁源与混合磷源制备磷酸铁锂材料的方法 |
CN113929070B (zh) * | 2021-10-09 | 2022-05-17 | 湖北万润新能源科技股份有限公司 | 一种高倍率磷酸铁锂正极材料的制备方法 |
-
2021
- 2021-10-09 CN CN202111175470.8A patent/CN113929070B/zh active Active
-
2022
- 2022-07-08 US US18/010,200 patent/US20240105937A1/en active Pending
- 2022-07-08 EP EP22814274.1A patent/EP4187648A1/en active Pending
- 2022-07-08 KR KR1020237001127A patent/KR20230051657A/ko unknown
- 2022-07-08 WO PCT/CN2022/104544 patent/WO2023056767A1/zh active Application Filing
- 2022-07-08 JP JP2022577335A patent/JP2023548993A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP4187648A1 (en) | 2023-05-31 |
CN113929070B (zh) | 2022-05-17 |
WO2023056767A1 (zh) | 2023-04-13 |
CN113929070A (zh) | 2022-01-14 |
US20240105937A1 (en) | 2024-03-28 |
KR20230051657A (ko) | 2023-04-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113929073A (zh) | 一种磷酸锰铁锂正极材料的制备方法 | |
JP4998753B2 (ja) | コバルト酸化物粒子粉末及びその製造法、非水電解質二次電池用正極活物質及びその製造法並びに非水電解質二次電池 | |
JP4063350B2 (ja) | ゾル−ゲル法を利用した複合酸化物の製造方法 | |
JP2023548993A (ja) | ハイレートのリン酸鉄リチウム正極材料の製造方法 | |
CN111430687B (zh) | 碳包覆磷酸铁锂复合材料及其制备方法,锂离子电池 | |
CN113651304B (zh) | 有机碳包覆磷酸铁锂正极材料及其制备方法 | |
CN113104824B (zh) | Se掺杂Fe2P自支撑钠离子电池负极材料的制备方法 | |
CN114665058A (zh) | 一种锂离子电池正极材料磷酸锰铁锂的制备方法 | |
JP2000058059A (ja) | リチウム二次電池用正極活物質及びその製造方法 | |
JP2024510061A (ja) | チタンとジルコニウムを共ドープした炭素被覆リン酸鉄リチウム材料及びその製造方法と応用 | |
CN114864896A (zh) | 一种原位碳包覆纳米磷酸铁锂正极材料及其制备方法 | |
CN113582253B (zh) | 一种四元正极材料及其制备方法和应用 | |
CN102208624A (zh) | 一种低温固相法制备碳包覆磷酸亚铁锂正极材料的方法 | |
CN114105117B (zh) | 一种前驱体及磷酸镍铁锂正极材料的制备方法 | |
Liu et al. | The effect of calcination temperature on combustion preparation of ZnFe2O4 as anode for lithium batteries | |
CN105789621A (zh) | 一种降低熔融态锂源表面张力从而改善锂离子电池正极材料高温固相烧结过程的方法 | |
CN107978744A (zh) | 一种高容量锂二次电池用正极材料及其制备方法 | |
KR20110004500A (ko) | 고상합성법에 따른 리튬이차전지용 양극 활물질 LiFePO4 분말의 제조방법 | |
CN114430031B (zh) | 一种无钴正极材料及其制备方法和应用 | |
CN111313011B (zh) | 一种低成本高性能磷酸铁锂的制备方法 | |
CN115148987A (zh) | 一种超高镍三元正极材料及其制备方法和应用 | |
CN113979420A (zh) | 一种掺杂铝的高压实长循环磷酸铁锂正极材料的制备方法 | |
CN113072050A (zh) | 一种磷酸钒锂正极材料的制备方法 | |
JP4305613B2 (ja) | 非水電解質二次電池用正極活物質並びに非水電解質二次電池 | |
CN114927674B (zh) | 钴酸锂正极材料及其制备方法和应用 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231211 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20231211 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20231227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240116 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20240125 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20240325 |