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摘要:本发明公开了一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备方法,包括如下步骤:1除杂:利用磷酸一铵对工业级一水硫酸亚铁进行除杂,过程中加入铁粉和絮凝剂;2制备羟基氧化铁:在氮气保护下,加入碳酸氢铵和氨水,反应一段时间后,再通入氧化气体,继续反应,得到羟基氧化铁;3配料研磨:配取羟基氧化铁、磷酸铁和磷酸锂以及碳源加入溶剂中混合成浆料,球磨后再砂磨;4干燥造粒:将浆料通过喷雾干燥的方法进行干燥、造粒,得到粉料;5烧结:将粉料在惰性气氛中烧结,得到锂离子电池正极材料磷酸铁锂。本发明能够节省原料成本,操作简单易于生产,且性能较好,值得推广。
主权项:1.一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂的制备方法,包括如下步骤:1除杂:将工业级一水硫酸亚铁溶于去离子水,再加入磷酸一铵和铁粉,反应0.5~24h后,过滤,得到滤液;2制备羟基氧化铁:在氮气保护下,向步骤1滤液中加入与亚铁离子相等摩尔的碳酸氢铵,再加入氨水调节pH至设定范围,反应0.5~5h后,接着通入氧化气体,继续反应1~30h,抽滤、洗涤、烘干,得到羟基氧化铁;3配料研磨:配取羟基氧化铁、磷酸铁和磷酸锂以及碳源加入去离子水中混合成浆料,球磨后再砂磨,得到磨细后的浆料;4干燥造粒:将磨细后的浆料通过喷雾干燥的方法进行干燥、造粒,得到粉料;5烧结:将粉料在惰性气氛中烧结,得到锂离子电池正极材料磷酸铁锂;所述步骤1除杂过程中,加入磷酸一铵和铁粉的同时还加入絮凝剂,其中,絮凝剂按去离子水质量的0.05%~0.1%进行添加;所述步骤3中,按照nFe:nPO4=0.9~1.05:1的摩尔比配取羟基氧化铁、磷酸铁和磷酸锂,所述羟基氧化铁和磷酸铁中的铁与磷酸锂中的锂的摩尔比为nFe:nLi=1:1~1.07;所述步骤5中烧结为两段式烧结,具体工艺参数为:第一段烧结的保温温度为350℃~500℃,保温时间为1h~6h,第二段烧结的保温温度为550℃~800℃,保温时间为1h~10h;将500g工业级一水硫酸亚铁溶于2L去离子水中,加入6g铁粉和6g磷酸一铵,1.3g聚丙烯酰胺,迅速生成白色沉淀,搅拌半小时后过滤,取滤液;在N2保护下,反应温度为75℃,在滤液中加入210gNH4HCO3,同时通过氨水调节pH=8,溶液变白后通入空气,反应30h后抽滤洗涤多次,烘干得到羟基氧化铁;按照nFe:nPO4=0.99:1的摩尔比加入羟基氧化铁、磷酸铁和磷酸锂至去离子水中,所述磷酸锂中的锂和所述铁源中的铁的摩尔比为nLi:nFe=1.03:1,同时加入理论产物LiFePO4质量的11%的葡萄糖;将混合后的浆料加入到球磨机中研磨3h,随后加入到砂磨机中研磨1h;将所得浆料通过喷雾干燥机,以入口260℃,出口120℃的设定进行干燥、造粒;将所得粉料在氩气保护下,按照500℃保温2h,700℃保温5h的制度烧结,得到LiFePO4C材料;制得的LiFePO4C正极材料由正负极壳、正极、电解液、隔膜、负极金属锂片、镍网在装满高纯氩气的手套箱内组装成20252032扣式电池,在2.0~4.1V电压范围,充放电倍率为0.1C时,初始放电比容量为157.8755mAhg,首次充放电效率为99.747%;以工业一水硫酸亚铁除杂制备的羟基氧化铁和磷酸铁为铁源,以磷酸铁和磷酸锂为磷源,以磷酸锂为锂源。
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