[发明专利]静态并流混合工艺生产磷酸铁锂正极材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用静态并流混合工艺生产磷酸铁锂正极材料的方法。

背景技术

随着对现有材料和电池设计技术的改进以及新材料和新方法的出现，锂离子电池应用范围不断被拓展，民用产品已从信息产业拓展到了能源交通（如电动汽车，电动工具，电网调峰，太阳能风能蓄电），军用产品则涵盖了海陆空等诸兵种（水下机器人，潜艇，无人飞机，卫星，飞船），陆军士兵系统通讯，可以说锂离子电池发展到今天已不再是其本身一项单一产业技术，它直接关系到多个领域和相关技术的发展，如信息交通技术等产业，它更是新能源、新材料产业发展的基础技术之一，并正成为低碳环保产业及军事装备的动力来源和必要保证。因此高功率磷酸铁锂正极材料生产技术已成为制约我国新能源汽车、军事装备等相关产业发展的关键技术瓶颈之一。目前锂离子电池负极材料及电解质体系方面取得较大进展，而正极材料的发展相对滞后，严重影响锂离子电池的动力化进程 。其主要表现为：一是安全问题。唯一商业化的正极材料 L i Co O₂ 不够稳定，在过充和过热时会发生分解，可能引起电池爆炸，这在动力电池上表现尤为突出；二是成本问题。全球钴的储量有限，因而价格很高，限制了 L i Co O₂ 在动力电池中的应用；三是环境问题。钴会对环境和人体造成一定损害。因此，寻找更加安全稳定，原料来源广泛且价格低廉 ，更绿色环保的正极材料是发展锂离子动力电池的迫切需要。

发明内容

针对以上问题，本发明的目的在于提供静态并流混合工艺生产磷酸铁锂正极材料的方法，是采用静态并流混合技术，使磷酸铁锂材料的大电流充放电特性获得大幅度提高。同时大幅降低了生产成本。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：静态并流混合工艺生产磷酸铁锂正极材料的方法，包括以下步骤：1）、静态混合：静态混合器的混合过程是由一系列安装在空心管道中的不同规格的混合单元进行的，使流体时而左旋，时而右旋，不断改变流动混合方向，不仅将中心流体推向周边，而且将周边流体推向中心，形成良好的径向混合效果；

2）、快速合成：静态混合器通过固定在管内的混合单元内件，使二股或多股流体产生切割、剪切、旋转和重新混合进行纳米前躯体的快速合成；

3）、纳米颗粒沉淀：流体自身的旋转作用在相邻组件连接处的接口上亦会发生，使物料获得混合均匀，短时间内完成纳米颗粒沉淀过程。

本发明，采用静态并流混合工艺实现前躯体材料的纳米化，降低了制造成本。比容量：大于155mAh/g ，循环寿命：大于2000次（容量保持率﹥85%），首次充放电效率（%）：大于95， 大电流充放特性：20C 放电容量大于120mAh/g。

具体实施方式

静态并流混合工艺生产磷酸铁锂正极材料的方法，包括以下步骤：1、静态混合：静态混合器的混合过程是由一系列安装在空心管道中的不同规格的混合单元进行的，使流体时而左旋，时而右旋，不断改变流动混合方向，不仅将中心流体推向周边，而且将周边流体推向中心，形成良好的径向混合效果；

2、快速合成：静态混合器通过固定在管内的混合单元内件，使二股或多股流体产生切割、剪切、旋转和重新混合进行纳米前躯体的快速合成；

3、纳米颗粒沉淀：流体自身的旋转作用在相邻组件连接处的接口上亦会发生，使物料获得混合均匀，短时间内完成纳米颗粒沉淀过程。