[发明专利]一种铁酸锂包覆磷酸铁锂的制备方法

说明书

本发明公开一种铁酸锂包覆磷酸铁锂的制备方法。将硫酸亚铁溶液、氢氧化锂溶液、磷酸一氢铵溶液、硫酸氧钛溶液一起加入到高压反应釜内，水热反应得到浆料；将浆料加入分散剂，将氯化铁溶液、碳酸氢铵溶液和氢氧化锂溶液并流加入到底液中，加料完毕后通入二氧化碳，然后过滤，将滤渣加热纯水洗涤，经过烘干、筛分和除铁得到前驱体；将得到的前驱体经过惰性气氛下煅烧，将煅烧料经过气流粉碎、筛分和除铁，得到铁酸锂包覆的磷酸铁锂。本发明方法简单，成本低，通过水热法来制备非晶态的掺杂钛的磷酸铁锂，然后通过沉淀包覆铁锂共沉淀，然后经过煅烧得到铁酸锂包覆的磷酸铁锂，得到的磷酸铁锂容量高、压实密度高。

技术领域

本发明涉及一种铁酸锂包覆磷酸铁锂的制备方法，属于锂电池正极材料技术领域。

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。世界各国正相继实现产业化生产。但是其振实密度低，影响电容量。主要的生产方法为高温固相合成法，产品指标比较稳定。锂离子电池的性能主要取决于正负极材料，磷酸铁锂作为锂离子电池的正极材料是近几年才出现的事，国内开发出大容量磷酸铁锂电池是2005年7月。其安全性能与循环寿命是其它材料所无法相比的，这些也正是动力电池最重要的技术指标。1C充放循环寿命达2000次。单节电池过充电压30V不燃烧，穿刺不爆炸。磷酸铁锂正极材料做出大容量锂离子电池更易串联使用。以满足电动车频繁充放电的需要。具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，是新一代锂离子电池的理想正极材料。

但是磷酸铁锂最大的缺点在于导电性差，所以常规的处理方式就是包覆碳，但是包覆碳之后会造成磷酸铁锂压实密度低，因此迫切需要更高压实密度且容量高的磷酸铁锂材料。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种铁酸锂包覆磷酸铁锂的制备方法，方法简单，成本低，通过水热法来制备非晶态的掺杂钛的磷酸铁锂，然后通过沉淀包覆铁锂共沉淀，然后经过煅烧得到铁酸锂包覆的磷酸铁锂，得到的磷酸铁锂容量高、压实密度高。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种铁酸锂包覆磷酸铁锂的制备方法，其为以下步骤：

(1)将硫酸亚铁溶液、氢氧化锂溶液、磷酸一氢铵溶液、硫酸氧钛溶液一起加入到高压反应釜内，在搅拌条件下，水热反应，水热反应温度为250-300℃，压力为0.4-0.5MPa下反应5-6h，然后泄压冷却，将浆料倒出；

(2)将步骤(1)得到的浆料加入分散剂，搅拌15-30min,做为底液，然后配制氯化铁溶液、碳酸氢铵溶液和氢氧化锂溶液，在搅拌条件下，将氯化铁溶液、碳酸氢铵溶液和氢氧化锂溶液并流加入到底液中，维持加料过程的pH为7-7.5，温度为40-55℃，加料时间为2-3h，加料完毕后通入二氧化碳，继续反应1-2h,使得上清液中的锂含量低于0.2g/L，然后过滤，将滤渣加热纯水洗涤，经过烘干、筛分和除铁得到前驱体；

(3)将步骤(2)得到的前驱体经过惰性气氛下煅烧，将煅烧料经过气流粉碎、筛分和除铁，得到铁酸锂包覆的磷酸铁锂。

所述步骤(1)中硫酸亚铁溶液、氢氧化锂溶液、磷酸一氢铵溶液、硫酸氧钛溶液的浓度分别为1.5-2mol/L、1-1.5mol/L、2-2.5mol/L和0.5-1mol/L，硫酸亚铁和氢氧化锂均为电池级，磷酸一氢铵为食品级，硫酸氧钛为试剂纯，硫酸亚铁、氢氧化锂、磷酸一氢铵与硫酸氧钛的摩尔比1：1.02-1.03:1：0.001-0.002，硫酸亚铁溶液、氢氧化锂溶液、磷酸一氢铵溶液、硫酸氧钛溶液都匀速加入到高压釜内，加入时间为15-30min，搅拌速度为300-450r/min,水热反应时，通入氮气维持压力。