[发明专利]一种锂离子电池掺杂改性复合磷酸铁锂正极材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学能源材料领域，特别是一种锂离子电池掺杂改性复合磷酸铁锂正极材料及其制备方法。

背景技术

磷酸铁锂电极材料主要用于各种锂离子电池。与传统的锂离子二次电池正极材料，尖晶石结构的LiMn2O4和层状结构的LiCoO2相比，LiMPO4 的原物料来源更广泛、价格更低廉且无环境污染。目前现有技术，磷酸铁锂作为一种锂离子电池正极材料有其独特的优点 ：（1）相对较高的理论比容量 170mAh/g ；（2）好的热稳定性和化学稳定性；（3）低成本，低毒性和好的安全性能；（4）循环寿命长。但由于磷酸铁锂存在电导率低和锂离子传导率低的缺陷，从而导致电池的低温性能差和倍率放电性能差。

发明内容

本发明的目的是提供一种锂离子电池掺杂改性复合磷酸铁锂正极材料及其制备方法。

为了实现本发明的目的，本发明通过以下方案实施：

一种锂离子电池掺杂改性复合磷酸铁锂正极材料，由下列重量份的原料制成：磷酸铁锂500、导电碳黑3-4、碳化硅4-5、氮化钛3-4、改性银粉4-5、水适量；

所述改性银粉由下列重量份的原料制成：银粉100、纳米碳1-2、三氧化二锑2-3、壳聚糖2-3、交联剂 TAC2-3、云母粉3-4、硼化铌1-2、Nb₂O₅1-2、碳酸钾2-3；将各原料混合均匀，加热至50-55℃，研磨1-2小时，分散均匀成粉体，送入煅烧炉中在550-580℃下烧结2-3小时即得。

本发明所述锂离子电池掺杂改性复合磷酸铁锂正极材料，由以下具体步骤制成：将除改性银粉外的其它原料混合，加入适量水，研磨2-3小时得到200-400目浆料，喷雾干燥，烘干后，与改性银粉混合，加入相当于粉体总重量2-3%的聚乙烯蜡粉，搅拌均匀，在10-15Mpa压力下压制成坯，放入煅烧炉中在720-740℃下煅烧4-5小时，取出，冷却，粉碎成300-400目粉末即可。

本发明的有益效果是：本发明添加改性银粉，提高了材料导电性，并有效抑制晶体的长大，得到均匀分散的磷酸铁锂材料；本发明放电容量大，保证了动力电池产业化的一致性和续航能力，价格低廉，无毒性，不造成环境污染，本发明所述方法工艺简单，操作方便，容易实现工业化生产，具有较宽广的应用前景。

具体实施方式

下面通过具体实例对本发明进行详细说明。

本例采用201010226073.4一种磷酸铁锂纳米材料的制备方法专利技术制备的磷酸铁锂材料。

一种锂离子电池掺杂改性复合磷酸铁锂正极材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：磷酸铁锂500、导电碳黑3、碳化硅4、氮化钛3、改性银粉4、水适量；

所述改性银粉由下列重量份（公斤）的原料制成：银粉100、纳米碳1、三氧化二锑3、壳聚糖2、交联剂 TAC2、云母粉4、硼化铌1、Nb₂O₅1、碳酸钾3；将各原料混合均匀，加热至50-55℃，研磨1-2小时，分散均匀成粉体，送入煅烧炉中在550-580℃下烧结2-3小时即得。

本发明所述锂离子电池掺杂改性复合磷酸铁锂正极材料，由以下具体步骤制成：将除改性银粉外的其它原料混合，加入适量水，研磨2-3小时得到200-400目浆料，喷雾干燥，烘干后，与改性银粉混合，加入相当于粉体总重量2-3%的聚乙烯蜡粉，搅拌均匀，在10-15Mpa压力下压制成坯，放入煅烧炉中在720-740℃下煅烧4-5小时，取出，冷却，粉碎成300-400目粉末即可。

本发明的磷酸铁锂正极材料，其首次放电容量达165 mAh/g ；其充放电平台相对锂电极电位为3.5V 左右，初始放电容量超过179mAh/g，100 次充放电循环后容量约衰减2.7％左右。