[发明专利]高性能磷酸铁锂的制备方法及其应用

说明书

本发明公开了一种高性能磷酸铁锂的制备方法及其应用，该方法将锂盐分散于溶剂A中，再加入有机酸调节pH得到混合液，将多孔磷酸铁分散于溶剂B中，再加入有机碳源得到混合浆料A，将混合浆料A加入到混合液中，所得浆料进行研磨处理，向研磨料中加入分散剂进行搅拌分散，得到混合浆料B，将混合浆料B置于100‑1000Pa压力下进行陈化干燥，所得干料在惰性气氛下烧结，即得磷酸铁锂。本发明将锂盐和有机碳源稳定嵌合于多孔磷酸铁结构之中，反应更为有效充分，降低成品杂相的产生，所制备出的产品具有更为均一、圆润的颗粒形貌，更优异的电化学性能和长循环性能。

技术领域

本发明属于锂离子电池材料制备技术领域，具体涉及一种高性能磷酸铁锂的制备方法及其应用。

背景技术

随着石油资源日渐枯竭、人们对居住环境的标准越来越高，新能源产业应运而生，电动汽车的广泛普及已成为了现实，高能量密度、大容量、低成本的电池材料需求也愈演愈烈。磷酸铁锂相对于三元材料，兼具高安全性和低成本的优势，自新能源汽车政策补贴退坡后，动力电池的降本压力增大，使得价格相对低廉的磷酸铁锂市场竞争力增强，市场需求旺盛，甚至供不应求。目前市场上的产品普遍存在产品一致性不足、容量低循环性能差等劣势。鉴于此，亟需开发一种性能稳定、循环性能更优异的的磷酸铁锂产品。

发明内容

本发明旨在至少解决上述现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种高性能磷酸铁锂的制备方法及其应用，该方法的实现有利于推动磷酸铁锂产业化和锂离子电池行业的发展。

根据本发明的一个方面，提出了一种磷酸铁锂的制备方法，包括以下步骤：

S1：将锂盐分散于预先调配的溶剂A中，再加入有机酸调节pH为6.5-8.5，得到混合液；将多孔磷酸铁分散于预先调配的溶剂B中，再加入有机碳源，得到混合浆料A；所述溶剂A、所述溶剂B独立为水或挥发性溶剂与水的分散液；

S2：将所述混合浆料A加入到所述混合液中，所得浆料进行研磨处理，得到研磨料，向所述研磨料中加入分散剂进行搅拌分散，得到混合浆料B；

S3：将所述混合浆料B置于100-1000Pa压力下进行陈化干燥，得到干料，所述干料在惰性气氛下烧结，即得所述磷酸铁锂。需要说明的是，100-1000Pa压力为表压。

其中，有机酸可避免杂质引入，调节pH为6.5-8.5可保证多孔磷酸铁的结构不会受到影响。在一定压力下陈化干燥可以控制蒸气压，使得干燥物料呈均质状态。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述挥发性溶剂为乙醇、正庚烷或醋酸正戊酯中的一种或几种。挥发性溶剂利于带走杂质，保证结构状态下的完整性和反应有效性。

在本发明的一些优选的实施方式中，步骤S1中，当所述溶剂A、所述溶剂B选自挥发性溶剂与水的分散液时，所述挥发性溶剂与水的质量比为(0.1-0.5)：1。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述锂盐与所述溶剂A的质量比为(0.1-0.4)：1。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述锂盐为氧化锂、碳酸锂、醋酸锂、氢氧化锂、单水氢氧化锂或硝酸锂中的一种或几种。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述多孔磷酸铁与所述溶剂B的质量比为(0.3-0.6)：1。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述多孔磷酸铁中的Fe与锂盐中的Li的摩尔比为(0.95-1.0)：1。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述有机碳源与所述多孔磷酸铁的质量比为(0.05-0.3)：1。

在本发明的一些实施方式中，步骤S1中，所述有机酸为甲酸、乙酸、乙二酸、柠檬酸、亚磺酸、磺酸或芳香酸中的一种或几种。