[发明专利]一种包覆型硼酸铁锂的制备方法

说明书

本发明公开一种包覆型硼酸铁锂的制备方法。配料，将硼酸与铁粉混合反应，过滤，将滤液加入碳酸锂反，然后进行喷雾干燥，得到的干燥粉料经过破碎，煅烧，得到第一煅烧料；二次配料，将第一煅烧料与四氧化三铁、草酸亚铁、磷酸二氢锂、葡萄糖一起加入纯水，放入到砂磨机内砂磨，然后再进行喷雾干燥，将喷雾干燥后的物料放入到辊道窑中煅烧得到第二煅烧料；将第二煅烧料在加热的氮气气氛下气流粉碎至粒径为1.5‑2微米，经过筛分、除铁和真空包装得到包覆型正极材料。本发明实现磷酸铁锂包覆硼酸铁锂的结构，实现了高容量和材料的高导电性，同时对水和氧气环境下的稳定性好。

技术领域

本发明涉及一种包覆型硼酸铁锂的制备方法，属于电池材料技术领域。

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。

主要的生产方法为高温固相合成法，产品指标比较稳定。但是其振实密度低，影响电容量。

主要存在的问题为：

1.磷酸铁锂材料的导电性差，一般会采用碳包覆来处理，但是碳包覆会降低其容量和压实密度。

2.容量低，一般现有的磷酸铁锂材料的0.1C放电容量仅为156-158mAh/g.

目前最新的电池正极材料LiFeBO3(硼酸铁锂)，作为高容量锂电池阴极材料，硼酸铁锂理论比容量～220mAh/g磷酸铁锂的170mAh/g，其具有导电性好，容量高的优点，但是存在对水和氧气非常敏感的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种包覆型硼酸铁锂的制备方法，实现磷酸铁锂包覆硼酸铁锂的结构，实现了高容量和材料的高导电性，同时对水和氧气环境下的稳定性好。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种包覆型硼酸铁锂的制备方法，其为以下步骤：

(1)配料，将硼酸与铁粉混合，在温度为40-50℃反应2-3小时，过滤，将滤液加入碳酸锂，在温度为40-50℃搅拌反应1-2小时，然后进行喷雾干燥，得到的干燥粉料经过破碎，至粒径为0.5-1微米，得到硼铁锂混合料；

(2)煅烧，将硼铁锂混合料在高温下煅烧得到第一煅烧料，煅烧分为升温段、保温段和降温段，煅烧过程通入氮气保护，升温段的升温速度为50-60℃/h，升温至温度为430℃，保温段维持温度为430℃，保温段停留时间为5-7小时，降温段降温速度为70-80℃/h，降温至温度为50℃以下出料；

(3)二次配料，将步骤(2)得到的第一煅烧料与四氧化三铁、草酸亚铁、磷酸二氢锂、葡萄糖一起加入纯水，放入到砂磨机内砂磨至物料粒径为400-450nm，然后再进行喷雾干燥，将喷雾干燥后的物料放入到辊道窑中煅烧，煅烧过程通入氮气保护，煅烧分为升温段、保温段和降温段，升温段的升温速度为40-50℃/h，升温至温度为750-760℃，保温段维持温度为750-760℃，保温段停留时间为21-25小时，降温段降温速度为80-90℃/h，降温至温度为60℃以下出料得到第二煅烧料；

(4)将第二煅烧料在加热的氮气气氛下气流粉碎至粒径为1.5-2微米，经过筛分、除铁和真空包装得到包覆型正极材料。

所述步骤(1)中硼酸、铁粉、碳酸锂的摩尔比为0.975-0.985:1:1.02-1.03,硼酸和铁粉的纯度均大于99.5％，硼酸为电子级硼酸，碳酸锂为电池级碳酸锂。

所述步骤(2)中通入氮气使得煅烧炉内的炉压大于1.1个大气压。