[发明专利]一种锂离子电池阳极材料的制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池阳极材料的制作方法，具体是一种锂离子电池阳极材料的制作方法。

背景技术

随着化石能源的日益减少和对环境的污染日益被人类重视，寻找新型清洁能源已成为当务之急，因此电能的利用已被也越来越被人们重视。但是电能在移动物体上的使用受到了很大的限制，目前唯一的方法就是使用蓄电池。但是传统的铅酸蓄电池有自身无法克服的缺点，一是污染严重，其中铅和酸都是严重污染源。二是自重大，比容量小。三是使用寿命短，冲、放次数少。近几年锂离子电池发展很快，特别是磷酸铁材料的出现，使电能的使用将产生革命性的变化。目前磷酸铁锂电池的研究美国、日本处在领先地位，我国尚在起步阶段，已有天津、苏州、湖南多家生产。但我国在磷酸铁锂材料生产、应用上存在以下几个问题：一是传统的生产方法对工艺要求高。二是产品质量不稳定，每一批次的技术指标不能一致。三是成本较高，所有这些问题都亟待解决。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种锂离子电池阳极材料的制作方法，为我国磷酸铁锂电池的材料的生产提供了一种新途径。

本发明是以如下技术方案实现的：一种锂离子电池阳极材料的制作方法，所用的原料为：

铁粉Fe56份，硫酸H₂SO₄ 98份，碳酸钠Na₂CO₃ 106份，氢氧化锂LiOH 24份或碳酸锂LI₂CO₃ 37份，磷酸H₃PO₄ 98份。

制作方法：具体按下述步骤进行：

1、制备硫酸亚铁(FeSO₄)：

将过量的铁粉(Fe)，加入到9mol/L稀硫酸(H₂SO₄)中，完全反应后得到硫酸亚铁(FeSO₄)溶液备用。

2、制备碳酸亚铁(FeCO₃)：

将步骤1所得硫酸亚铁(FeSO₄)溶液置于密闭溶器中，加入碳酸钠(Na₂CO₃)溶液；反应沉淀，分离沉淀，得所需要的碳酸亚铁(FeCO₃)，用水清洗沉淀，待用。

3、制备磷酸二氢锂(LiH₂PO₄)：

将含溶质mol数相等的氢氧化锂(LiOH)溶液和磷酸(H₃PO₄)溶液混和，或者将碳酸锂(Li₂CO₃)和磷酸(H₃PO₄)溶液按含反应物mol数为1：2比例混和，即可得到磷酸二氢锂(LiH₂PO₄)溶液。

4、制取磷酸亚铁锂(LiFePO₄)：

(1)将等mol数的磷酸二氢锂(LiH₂PO₄)溶液，缓慢加入到碳酸亚铁(FeCO₃)沉淀中，不断搅拌，生成二氧化碳(CO₂)气体后，即可得到纯净的磷酸亚铁锂(LiFePO₄)沉淀，此为橄榄球型结构的磷酸亚铁锂(LiFePO₄)电池阳极材料的前驱体；

(2)将步骤4所得的磷酸亚铁锂(LiFePO₄)和淀粉等碳包覆材料在保护环境下放入煅烧窑中加热煅烧，即得橄榄球型结构的磷酸亚铁锂(LiFePO₄)电池阳极材料。

橄榄球型结构的磷酸亚铁锂电池阳极材料的前驱体放入煅烧窑中煅烧的温度为500-700℃。煅烧时间8-9小时。

上述方案的原理是：

(一)、H₂SO₄+Fe＝FeSO₄+H₂↑

(二)、FeSO₄+Na₂CO₃＝FeCO₃↓+Na₂SO₄

(三)、LiOH+H₃PO₄＝LiH₂PO₄+H₂O