[发明专利]一种高压实磷酸铁锂的制备方法

说明书

本发明公开一种高压实磷酸铁锂的制备方法。将草酸亚铁与磷酸锂按照摩尔比1:1混合，经过加水球磨和砂磨，进行喷雾干燥，得到的干粉在惰性气氛下经过烧结，得到一次烧结料；一次烧结料加入磷酸铁和葡萄糖，加入的磷酸铁与步骤(1)加入的磷酸锂的摩尔比为2:1，然后经过加水球磨和砂磨，得到粒径为314nm的物料，将物料进行喷雾干燥得到水分低于2％、粒径为1.5微米的干粉，得到的干粉在惰性气氛下经过烧结，得到的干粉在惰性气氛下经过烧结，得到二次烧结料；在恒温恒湿房内进行破碎、筛分、除铁后，充入氮气，然后再抽真空包装。本发明方法简单，成本低，且得到的磷酸铁锂压实密度高，电性能好。

技术领域

本发明涉及一种高压实磷酸铁锂的制备方法，属于锂电池正极材料技术领域。

背景技术

磷酸铁锂是一种新型锂离子电池电极材料。其特点是放电容量大，价格低廉，无毒性，不造成环境污染。世界各国正竞相实现产业化生产。但是其振实密度低，影响电容量。主要的生产方法为高温固相合成法，产品指标比较稳定。锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料是近几年才出现的事，国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005年7月。其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的，这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C充放循环寿命达2000次。单节电池过充电压30V不燃烧，穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料。

但是随着国家对新能源汽车补贴政策的调整，对磷酸铁锂材料的要求越来越高，特别对磷酸铁锂的压实密度的要求越来越高，从之前的＞2.3g/mL上升到现在的2.35g/mL，且后来会提升到＞2.4g/mL或者更高，同时对于0.1C的克容量的要求维持在大于156mAh。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种高压实磷酸铁锂的制备方法，方法简单，成本低，且得到的磷酸铁锂压实密度高，电性能好，通过以草酸亚铁制备的磷酸铁锂与磷酸铁制备的磷酸铁锂的复合，结合了草酸亚铁制备的磷酸铁锂的循环和低温性能好的优势，以及磷酸铁制备的磷酸铁锂电化学性能好的优势，同时避免了草酸亚铁制备磷酸铁锂释放出氨气的缺点，环保性好，且避免了使用碳酸锂等原料，降低了成本，且通过二次烧结，提高了压实密度，又通过复合，对电性能没有影响，最终得到的产品压实密度大于2.45g/mL，且0.1C首次放电容量大于157mAh/g，0.5C循环500次的容量衰减率小于15％。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种高压实磷酸铁锂的制备方法，其为以下步骤：

(1)将草酸亚铁与磷酸锂按照摩尔比1:1混合，经过加水球磨和砂磨，得到粒径为450-480nm的物料，将物料进行喷雾干燥得到水分低于2％、粒径为1-3微米的干粉，得到的干粉在惰性气氛下经过烧结，得到一次烧结料，烧结总时间为12-15小时，烧结分为三段，第一段为升温段，物料在升温段停留时间为3-5小时，第二段为保温段，物料在保温段停留时间为5-8小时，保温段的温度为720-750℃，第三段为降温段，物料在降温段停留时间为2-4小时，降温至物料温度＜80℃出料；

(2)将步骤(1)得到的一次烧结料加入磷酸铁和葡萄糖，加入的磷酸铁与步骤(1)加入的磷酸锂的摩尔比为2:1，然后经过加水球磨和砂磨，得到粒径为300-320nm的物料，将物料进行喷雾干燥得到水分低于2％、粒径为1-3微米的干粉，得到的干粉在惰性气氛下经过烧结，得到的干粉在惰性气氛下经过烧结，得到二次烧结料，烧结总时间为21-23小时，烧结分为三段，第一段为升温段，物料在升温段停留时间为6-8小时，第二段为保温段，物料在保温段停留时间为10-12小时，保温段的温度为760-770℃，第三段为降温段，物料在降温段停留时间为3-5小时，降温至物料温度＜50℃出料；

(3)将步骤(2)得到的冷却物料，在恒温恒湿房内进行破碎、筛分、除铁后，充入氮气，然后再抽真空包装。