[发明专利]一种低成本磷酸铁锂复合材料的制备方法

说明书

本发明提供了一种低成本磷酸铁锂复合材料的制备方法，包括如下步骤，将碳酸锂、铁源、掺杂元素源进行混合，且锂元素、铁元素以及掺杂元素的摩尔比为0.95～1.05：0.95～1.05：0～0.05，加入有机碳源，得到混料A，其中铁源为三氧化二铁与磷酸铁的混合物；将磷酸加入纯水中进行稀释后，加入混料A进行球磨，再加入纳米石墨导电剂分散均匀，然后转入砂磨进行研磨，经喷雾干燥，得到物料B；其中，磷元素与锂元素的摩尔比为0.95～1.05：0.95～1.05；将物料B置于气氛炉中，在惰性气氛下升温，升温至550～750℃恒温烧结5‑12小时，冷却后得到磷酸铁锂烧结料C；将烧结料C进行气流粉碎，得到磷酸铁锂正极材料。本发明降低了原料成本，并在合成过程中进行优化，极大的提高材料性能。

技术领域

本发明属于磷酸铁锂正极材料生产工艺技术领域，尤其是涉及一种低成本磷酸铁锂复合材料的制备方法。

背景技术

磷酸铁锂材料具有稳定磷氧共健结构、良好的循环性能、优异的安全性、原材料丰富廉价等优点,成为锂离子动力电池正极材料的首选之一。但是，磷酸铁锂空间结构决定了其离子传导率慢、电子电导率低，严重影响电池大电流放电，倍率性能差。

目前国内磷酸铁锂正极材料厂家主流工艺是磷酸铁路线，该工艺制备的磷酸铁锂材料特点是容量高，性能优异，但成本较高，而采用氧化铁路线成本较低，但材料性能较差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种低成本磷酸铁锂复合材料的制备方法，本发明采用廉价的氧化铁、磷酸为原料，降低了原料成本，并在合成过程中进行优化，使用改性剂、混合铁源等极大的提高材料性能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种低成本磷酸铁锂复合材料的制备方法，包括如下步骤，

(1)将碳酸锂、铁源、掺杂元素源进行混合，且锂元素、铁元素以及掺杂元素的摩尔比为0.95～1.05：0.95～1.05：0～0.05，加入有机碳源，得到混料A，其中铁源为三氧化二铁与磷酸铁的混合物；

(2)将磷酸加入纯水中进行稀释后，加入混料A进行球磨，再加入纳米石墨导电剂分散均匀，然后转入砂磨进行研磨，经喷雾干燥，得到物料B；其中，磷元素与锂元素的摩尔比为0.95～1.05：0.95～1.05；

(3)将物料B置于气氛炉中，在惰性气氛下升温，升温至550～750℃恒温烧结5-12小时，冷却后得到磷酸铁锂烧结料C；

(4)将烧结料C进行气流粉碎，得到磷酸铁锂正极材料。

优选的，步骤1)中，铁源的混合物中磷酸铁重量比为5～15％。

优选的，步骤1)中，掺杂元素包括，Ti、Zn、Mn、Zr、Mg、Al、V、Cr、Nb中的一种或两种以上。

优选的，步骤1)中，有机碳源包括，葡萄糖、蔗糖、聚乙二醇中的一种或两种以上；所述有机碳源的质量为总质量的5％～10％。

优选的，步骤2)中，加入纳米石墨导电剂的量为总质量的0.5％～2％；砂磨进行研磨控制粒度D50为0.3～0.45μm。

优选的，步骤3)中，在惰性气氛下以5～20℃/min的加热速率升温。

优选的，步骤3)中，惰性气体为氮气、氩气、氖气中的一种或两种。

本发明还提供一种正极，包括如上所述的制备方法得到的磷酸铁锂复合材料。

本发明同时提供一种锂离子电池，其特征在于：包括权如上所述的制备方法得到的磷酸铁锂复合材料或者如上所述的正极。

相对于现有技术，本发明所述的低成本磷酸铁锂复合材料的制备方法，具有以下优势：