一种以聚合硫酸铁为铁源制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的方法

技术领域

本发明属于新能源材料技术领域，特别涉及一种以聚合硫酸铁为铁源制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂(Li

背景技术

传统的化石燃料等一次性能源储量有限，且使用过程中易带来环境污染等一系列的问题，已难以满足现代文明社会可持续发展的需求，因此，发展新能源及节能技术，已成为世界各国的发展战略。而新能源技术的发展离不开高效的储能技术，化学电源作为一种高效、稳定、低成本的储能技术，在储能应用领域中应用广泛并具有重要的地位。

近年来，随着化学电源应用领域不断拓宽，在化学电源中具有主导地位的锂离子电池因其具有电压高、循环寿命长、安全性好、自放电小等优点，成为化学电源储能技术的研究重点。而成本低、循环性能良好的锂离子电池成为对电池能量密度要求不高的储能电站的优选储能电源。正极材料是电池的关键材料之一，对电池的电化学性能起着决定性作用。常用商品化磷酸亚铁锂正极材料(LiFePO

本发明针对目前对Li

发明内容

本发明的目的在于提供一种以聚合硫酸铁为铁源制备锂离子电池正极材料Li

具体步骤为：

(1)按摩尔比Fe∶P＝1∶(1+x)(其中0≤x≤0.2)称量聚合硫酸铁、磷源化合物，溶于蒸馏水并形成澄清溶液，然后用分析纯氨水调节溶液pH值为1～3，并将溶液在60～80℃条件下搅拌1～4小时，得到悬浊液。

(2)将步骤(1)得到的悬浊液反复洗涤、抽滤各3次，得到产物为无定形磷酸铁的滤渣，并将滤渣烘干。

(3)按摩尔比Li∶Fe∶P＝3～3.05∶2∶3称量烘干后的滤渣、锂源化合物和磷源化合物，并混合均匀，然后将混合物置于马弗炉中，以2～15℃/min的升温速率升至800～950℃，并保温10～20小时，冷却后得到目标产物Li

所述磷源化合物为磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵、磷酸锂、磷酸二氢锂和磷酸氢二锂中的一种或多种。

所述锂源化合物为氢氧化锂、碳酸锂、醋酸锂、磷酸锂、磷酸二氢锂和磷酸氢二锂中的一种或多种。

所述以正极材料Li

本发明先将聚合硫酸铁、磷源化合物在去离子水中溶解、混合均匀，在适宜的温度、pH条件下，使反应物在水溶液中达到分子水平上的均匀混合，获得颗粒尺寸较小的无定形磷酸铁前驱体；然后将纳米无定形磷酸铁前驱体与锂源化合物、磷源化合物混合均匀，并通过温度较低的空气气氛条件下的固相烧结，实现制备纳米Li

本发明制备方法无需惰性气体或氧气，工艺简单、易操作、能耗低、生产成本低，所制备的锂离子电池正极材料Li

附图说明

图1是本发明实施例1、实施例2、实施例3制备的Li

图2是本发明实施例1制备的Li

图3是本发明实施例1制备的Li

图4是本发明实施例1制备的Li

图5是本发明实施例2制备的Li

图6是本发明实施例2制备的Li

图7是本发明实施例2制备的Li

图8是本发明实施例3制备的Li

图9是本发明实施例3制备的Li

图10是本发明实施例3制备的Li

具体实施方式

下面对本发明实施案例作进一步说明。

实施例1：

(1)称量0.0375mol聚合硫酸铁、0.0825mol磷酸二氢铵，将其全部加入到500mL的烧杯中，加入300mL去离子水，搅拌1小时，并用分析纯氨水将溶液调节pH为2，在70℃水浴条件下搅拌1小时，形成悬浮液。

(2)将步骤(1)所得悬浊液用去离子水进行反复洗涤、抽滤各3次，然后将所得滤渣烘干。

(3)将步骤(2)烘干后的滤渣与0.02813mol碳酸锂、0.01875mol磷酸二氢铵混合均匀，并放入马弗炉中，以5℃/min的升温速率加热至850℃，恒温12小时，冷却至室温，即得到目标产物Li

将制备所得Li

实施例2：

(1)称量0.04mol聚合硫酸铁、0.088mol磷酸二氢铵，将其全部加入到500mL的烧杯中，加入350mL去离子水，搅拌0.5小时，并用分析纯氨水将混合溶液调节pH至2。将混合溶液在75℃恒温水浴条件下搅拌2小时，得到悬浮液。

(2)将步骤(1)所得悬浊液用去离子水进行反复洗涤、抽滤各3次，然后将所得滤渣烘干。

(3)将步骤(2)烘干后的滤渣与0.030mol碳酸锂、0.02mol磷酸铵混合均匀，并放入马弗炉中，以5℃/min的升温速率加热至850℃，恒温18小时，冷却至室温，即得到目标产物Li

将制备所得Li

实施例3：

(1)称量0.025mol聚合硫酸铁、0.050mol磷酸氢二铵，并加入到500mL的烧杯中，加入400mL去离子水，搅拌1.5小时，并用分析纯氨水将混合溶液调节pH至3。在80℃恒温水浴条件下搅拌1小时，得到悬浮液。

(2)将步骤(1)所得悬浊液用去离子水进行反复洗涤、抽滤各3次，然后将所得滤渣烘干。

(3)将步骤(2)烘干后的滤渣与0.0375mol醋酸锂、0.0125mol磷酸二氢铵混合均匀，并放入马弗炉中，以5℃/min的升温速率加热至950℃，恒温20小时，冷却至室温，即得到目标产物Li

将制备所得Li

本发明的实施方案较多，在此不一一枚举，在不背离本发明的精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明做出适当的调整，但这些相应的调整都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。