[发明专利]一种锂离子电池正极物质的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池正极物质的制备方法，尤其涉及一种锂离子电池正极物质的制备方法。

背景技术

能源问题一直是人类社会与科学技术发展的一个重大问题。锂离子电池是目前能量密度最高的绿色二次电池，已广泛应用于笔记本电脑、手机、摄影机等消费性电子产品。随着无线信息通讯产品、数字娱乐产品、电动汽车、电动工具等领域的高速发展，对锂离子电池的能量密度、功率密度和寿命提出了更高的要求。

1997年Padhi等(A.K.Padhi，K.S.najundaswamy，S.Okada，Goodenough.Journal of the Electrochemical Society，1997，144，1609-1613)报道了橄榄石型的LiMPO₄(M＝Fe，Mn，Co，Ni)具有优良的电化学性能。其中磷酸亚铁锂(LiFePO₄)具有理论容量高、循环性能优良、热稳定性好、原材料来源广泛和无环境污染等优点，使其成为该体系中最有潜力的材料之一。目前磷酸亚铁锂的合成方法主要有高温固相法、喷雾法、水热合成法、共沉淀法、乳剂干燥法和微波合成法等。然而这些方法中真正能够在工业上大规模合成的却很少，这也是当前磷酸亚铁锂研究的一个瓶颈。有鉴于此，大规模合成磷酸亚铁锂以及对磷酸亚铁锂进行掺杂和包碳处理并开发其在锂离子电池方面的应用不仅具有科学意义，更具有重要的应用价值。

发明内容

有鉴于此，提供一种合成方法简单，低成本且适合大规模生产的锂离子电池正极物质的制备方法确有必要。

一种锂离子电池正极物质的制备方法，其包括以下步骤：提供磷源化合物和锂源化合物，将磷源化合物和锂源化合物添加至分散剂中，形成一混合溶液；向该混合溶液中加入铁粉；去除该加入铁粉后的混合溶液中的溶剂后得到一前驱体产物；在保护气体环境中于600℃-800℃煅烧所述前驱体产物2小时以上。

本发明提供的上述锂离子电池正极物质的制备方法采用廉价的铁粉，合成方法简单，且适合大规模生产。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的锂离子电池正极物质的制备方法流程图。

图2为本发明第一实施例提供的锂离子电池正极物质的X射线衍射谱图。

图3为本发明第二实施例提供的锂离子电池正极物质的制备方法流程图。

图4为本发明第三实施例提供的锂离子电池正极物质的制备方法流程图。

具体实施方式

请参阅图1和2，本发明第一实施提供一种锂离子电池正极物质的制备方法，本实施例中该锂离子电池正极物质为磷酸亚铁锂，其包括以下步骤：

步骤S10，提供磷源化合物和锂源化合物，将磷源化合物和锂源化合物添加至分散剂中形成一混合溶液。

步骤S11，向所述混合溶液中加入铁粉。

步骤S12，去除加入铁粉后的混合溶液中的溶剂后得到一前驱体产物。

步骤S13，在保护气体环境中于600℃-800℃煅烧所述前驱体产物2小时以上，即可制得磷酸亚铁锂。

在步骤S10中，所述磷源化合物包括磷酸(H₃PO₄)或含有磷酸根离子的磷酸盐中的一种或几种。所述磷酸盐包括磷酸二氢铵(NH₄H₂PO₄)或磷酸二氢锂(LiH₂PO₄)。所述锂源化合物包括氢氧化锂(LiOH)或含有锂离子的锂盐中的一种或几种。所述锂盐包括碳酸锂(Li₂CO₃)或磷酸二氢锂(LiH₂PO₄)。所述分散剂包括盐酸、稀硫酸、水、无水乙醇及蒸馏水中的一种或几种。所述磷源化合物、锂源化合物及分散剂的选取，应使所得混合溶液含有氢离子，即混合溶液为一酸性或弱酸性溶液。氢离子由磷源化合物、锂源化合物及分散剂中的至少一个电离产生。

在步骤S11中，所述铁粉为单质铁粉。将铁粉加入混合溶液后，混合溶液中的氢离子可与单质铁粉反应，从而使铁粉氧化为二价铁离子。所述磷源化合物、锂源化合物以及铁粉的加入量使得混合溶液中磷元素、锂元素和铁元素的摩尔比为1∶1∶(1～1.2)，优选的为1∶1∶1。