[发明专利]磷酸铁锂正极材料及其制备方法、电池正极和锂离子电池

说明书

本发明适用于电化学电源材料技术领域，提供了一种磷酸铁锂正极材料及其制备方法、电池正极和锂离子电池，该磷酸铁锂正极材料的制备方法包括以下步骤：称取氧化铁红、磷酸铁、磷酸锂、碳源和添加剂，并进行混合，得到前驱体；其中，添加剂为金属氧化物；将前驱体置于保护气氛下进行煅烧处理后，得到所述磷酸铁锂正极材料。本发明提供的制备方法的原料成本1.5‑1.6万元/吨，总的制造成本为2.5‑2.7万元/吨，远低于市场3.5‑3.7万元/吨；其制得的磷酸铁锂正极材料的性能可达到客户使用标准。

技术领域

本发明属于电化学电源材料技术领域，尤其涉及一种磷酸铁锂正极材料及其制备方法、电池正极和锂离子电池。

背景技术

在已开发的锂离子正极材料中，磷酸铁锂由于环境友好、原料低廉、理论容量高(170mAh/g)、电压平台平稳、安全性能极佳、热稳定性好、循环性能优异，使其成为新一代正极材料研究的热点。

但是随着补贴政策的退坡，市场更加注重成本优势，现目前市场上的磷酸铁锂主要生产工艺为磷酸铁工艺，主要原料为磷酸铁、碳酸锂，原料成本高达2.5万元/吨，总制造成本达到3.5万元/吨，其存在成本较高等问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种磷酸铁锂正极材料的制备方法，旨在解决背景技术中提出的问题。

本发明实施例是这样实现的，磷酸铁锂正极材料的制备方法，其包括以下步骤：

称取氧化铁红、磷酸铁、磷酸锂、碳源和添加剂，并进行混合，得到前驱体；其中，添加剂为金属氧化物；

将前驱体置于保护气氛下进行煅烧处理后，得到所述磷酸铁锂正极材料。

进一步，上述制备方法具体可包括以下步骤：

称取氧化铁红、磷酸铁、磷酸锂、碳源和添加剂，并进行混合，得到混合料；

将混合料进行湿法砂磨后，再进行喷雾干燥，得到前驱体；

将前驱体置于保护气氛下进行煅烧处理后，得到所述磷酸铁锂正极材料。

进一步，湿法砂磨转速为1200-1500r/min，湿法砂磨时间4-6h。

作为本发明实施例的一个优选方案，所述氧化铁红、磷酸铁、磷酸锂中，铁磷元素的摩尔比为(0.96~0.99):1。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述氧化铁红、磷酸铁、磷酸锂中，锂铁元素的摩尔比为(1~1.05):1。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述碳源为有机碳源。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述碳源为葡萄糖、聚乙二醇、柠檬酸、蔗糖、淀粉中的至少一种。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述碳源的质量为氧化铁红的质量的0.75~1倍。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述添加剂为氧化镁、氧化铝、氧化铁、氧化镍、氧化钛中的至少一种。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述添加剂的质量为氧化铁红的质量的0.01~0.05倍。

作为本发明实施例的另一个优选方案，所述步骤中，煅烧处理的温度为700~750℃。

本发明实施例的另一目的在于提供一种上述制备方法制得的磷酸铁锂正极材料。

本发明实施例的另一目的在于提供一种电池正极，包括正极集流体，所述正极集流体上涂覆有正极浆料，所述正极浆料包括上述的磷酸铁锂正极材料。

本发明实施例的另一目的在于提供一种锂离子电池，包括电池壳体以及设置在电池壳体内的电解液和电极组，其中，所述电极组包括负极和上述的电池正极。