[发明专利]一种新型磷酸铁锂复合电极材料

说明书

本发明提供一种新型磷酸铁锂复合电极材料及其制备方法。由于原子排列结构，导致磷酸铁锂电极材料电导率低，本方法通过掺杂稀土Pr和Nd原子，改善晶格参数，提高磷酸铁锂的电导率，其球磨、烧结制备工艺简单，制备材料成分均匀，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种锂离子电极材料及其制备方法，特别涉及一种掺杂稀土元素的锂离子复合电极材料及其制备方法，属于电池领域。

背景技术

随着便携式电子器件的普遍应用，电池领域也在不断的发展，锂电池被广泛的应用在电子仪表、数码和家电产品上。其中磷酸铁锂材料由于安全性高、成本较低，被广泛应用。但磷酸铁锂材料存在室温电导率低，放电电压低（3.4V）等缺点，这些都制约了自身的进一步应用。材料的选择是影响锂离子电池性能的第一要素，从材料角度来看，LiFePO₄具有稍微扭曲的六方密堆积排列结构，属于正交晶系，空间群为 Pnma。在锂原子所在的 a-c 平面中，包含有 PO₄四面体，这就限制了锂离子的移动空间，因此它的电导率比其它的层状化合物低。

有文献指出，稀土元素能够代替了Li的位置，很好的融入到橄榄石结构中，且能够改提高LiFePO₄的导电率。本发明通过球磨工艺、高温固相法掺杂稀土Pr和Nd原子，制备一种磷酸铁锂复合电极材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型磷酸铁锂复合电极材料及其制备方法。该制备方法包括如下步骤：

⑴以Li₂CO_3、FeC₂O₄・2H₂O 、Li₂CO₃、NH₄H₂PO₄、稀土Pr和稀土Nd粉末作为原料，依照Li_1-（x+y）FePr_xNd_yPO₄（0.01≤x+y≤0.1）的原子比例配样；

⑵将配好的混合物和适量蔗糖倒入一球磨罐中，再投入一定质量比例的钢球，在汽油的保护下进行球磨；

⑶球磨一段时间后，把球磨后的合金微粉晾干；

⑷将晾干的粉末在隔绝氧气的条件下高温煅烧，煅烧后即得一种新型磷酸铁锂复合电极材料。

优先地，在步骤⑵中，蔗糖与原料的添加比例为0.2-0.3，球料比为15-20。

优先地，在步骤⑵中，行星式球磨机速度控制250-350 r/min运行。

优先地，在步骤⑵中，用行星式球磨机进行球磨的时间为20-40h。

优先地，在步骤⑷中，高温煅烧温度为600-900℃，煅烧时间为30-50h。

本发明具有下列优点和特性：

⑴制备的电极材料粉末电率高，容量大；

⑵重现性好，条件容易控制；

⑶制备工艺简单，易操作；

实施例一：