专利名称：一种锂离子电池用锂铁磷氧化物正极材料的制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于一种蓄电池，特别是一种锂离子电池用锂铁磷氧化物正极材料的制备工艺。
背景技术：
锂离子电池的高比能，高电压及低污染的特性使其成为移动通讯，笔记本电脑及摄像机的优良电源，而且也是未来电动汽车动力电源的重要候选者之一，因而受到广泛的重视，在世界范围内得到了广泛研究和发展。电极材料是锂离子二次电池需要解决的关键问题之一，决定着锂离子电池的性能、价格及发展。已经商品化的LiCoO2和正在研究的LiNO2及LiMn2O4正极材料各有其优点，但是上述电池的安全性、热稳定性尚不够理想，且价格也较高。为解决此问题已有文献报道在实验室内用高温固相法合成出一种LiFePO4正极材料，其安全性和热稳定性能较好，但是其充放电性能仅有130mAh/g，需要隋性气体保护，工业化生产成本高，且灼烧温度高达800℃，耗能大。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是设计一种锂离子电池用锂铁磷氧化物正极材料的制备工艺，所制备的材料不仅具有好的安全性和热稳定性能，而且具有循环充放电效率高、灼烧温度低和生产条件易满足成本低的优点。本发明的技术方案是，一种锂离子电池用锂铁磷氧化物正极材料的制备工艺，包括有固相合成和高温灼烧工序，其特征在于工序(1)按锂铁、磷的比值为1-1.1的锂源、铁源和磷源混合均匀，在上述混料中按混料重量比的6-10％加入聚丙稀酰胺，搅拌均匀成胶状，工序(2)将上述胶状物在干燥箱中于115～125℃下烘干30小时后，在球磨机中研磨，过300目筛，工序(3)将上述粉料在250℃条件下预烧15小时后自然冷却至常温，工序(4)将冷却后的预烧粉料进行球磨、过300目筛，在400-700℃条件下灼烧20小时，过300目筛即得到所需的锂离子电池用锂铁磷氧化物正极材料。本发明由于在锂铁磷的混合物中加入了高分子网络剂(聚丙稀酰胺)，增加了预干燥处理工序，因而本发明所制取的LiFePO4，其锂离子电池的循环充放电性能可达136mAh/g，且生产中不需要惰性气体保护，灼烧温度不高于700℃，具有性能高，工艺简单成本低的显著优点。
具体实施例方式实施例1工序(1)按锂铁、磷的比值为1的锂源、铁源和磷源混合均匀，按上述混料重量比的6％加入聚内稀酰胺，搅拌均匀成胶状。
工序(2)将上述胶状物在干燥箱中于115-125℃下烘干30小时后，在球磨机中研磨，过300目筛。
工序(3)将上述粉料在250℃下预烧15小时后自然冷却至常温。
工序(4)将冷却后的粉料进行球磨、过300目筛，在400℃下灼烧20小时，过300目筛即成。
实施例2工序(1)按锂铁、磷的比值为1.02的锂源、铁源和磷源混合均匀，按上述混料重量比的6％加入聚丙稀酰胺，搅拌均匀成胶状。
工序(2)将上述胶状物在干燥箱中于115-125℃下烘干30小时后，在球磨机中研磨，过300目筛。
工序(3)将上述粉料在250℃下预烧15小时后自然冷却至常温。
工序(4)将冷却后的粉料进行球磨、过300目筛，在450℃下灼烧20小时，过300目筛即成。
实施例3工序(1)按锂铁、磷的比值为1.05的锂源、铁源和磷源混合均匀，按上述混料重量比的8％加入聚丙稀酰胺，搅拌均匀成胶状。
工序(2)将上述胶状物在干燥箱中于115-125℃下烘干30小时后，在球磨机中研磨，过300目筛。
工序(3)将上述粉料在250℃下预烧15小时后自然冷却至常温。
工序(4)将冷却后的粉料进行球磨、过300目筛，在500℃下灼烧20小时，过300目筛即成。
实施例4工序(1)按锂铁、磷的比值为1.05的锂源、铁源和磷源混合均匀，按上述混料重量比的8％加入聚丙稀酰胺，搅拌均匀成胶状。
工序(2)将上述胶状物在干燥箱中于115-125℃下烘干30小时后，在球磨机中研磨，过300目筛。
工序(3)将上述粉料在250℃下预烧15小时后自然冷却至常温。
工序(4)将冷却后的粉料进行球磨、过300目筛，在550℃下灼烧20小时，过300目筛即成。
实施例5
工序(1)按锂铁、磷的比值为1.08的锂源、铁源和磷源混合均匀，按上述混料重量比的8％加入聚丙稀酰胺，搅拌均匀成胶状。
工序(2)将上述胶状物在干燥箱中于115-125℃下烘干30小时后，在球磨机中研磨，过300目筛。
工序(3)将上述粉料在250℃下预烧15小时后自然冷却至常温。
工序(4)将冷却后的粉料进行球磨、过300目筛，在600℃下灼烧20小时，过300目筛即成。
实施例6工序(1)按锂铁、磷的比值为1.08的锂源、铁源和磷源混合均匀，按上述混料重量比的8％加入聚丙稀酰胺，搅拌均匀成胶状。
工序(2)将上述胶状物在干燥箱中于115-125℃下烘干30小时后，在球磨机中研磨，过300目筛。
工序(3)将上述粉料在250℃下预烧15小时后自然冷却至常温。
工序(4)将冷却后的粉料进行球磨、过300目筛，在650℃下灼烧20小时，过300目筛即成。
实施例7工序(1)按锂铁、磷的比值为1.1的锂源、铁源和磷源混合均匀，按上述混料重量比的10％加入聚丙稀酰胺，搅拌均匀成胶状。
工序(2)将上述胶状物在干燥箱中于115-125℃下烘干30小时后，在球磨机中研磨，过300目筛。
工序(3)将上述粉料在250℃下预烧15小时后自然冷却至常温。
工序(4)将冷却后的粉料进行球磨、过300目筛，在700℃下灼烧20小时，过300目筛即成。
实施例8工序(1)按锂铁、磷的比值为1.1的锂源、铁源和磷源混合均匀，按上述混料重量比的10％加入聚丙稀酰胺，搅拌均匀成胶状。
工序(2)将上述胶状物在干燥箱中于115-125℃下烘干30小时后，在球磨机中研磨，过300目筛。
工序(3)将上述粉料在250℃下预烧15小时后自然冷却至常温。
工序(4)将冷却后的粉料进行球磨、过300目筛，在700℃下灼烧20小时，过300目筛即成。
将上述方法制备的锂离子电池正极材料与锂离子电池负极材料石墨，以偏氟乙烯为极板粘结剂，分别制成锂离子电池的正极片与负极片，以聚丙烯微孔膜为电极隔膜，以体积比为碳酸二甲酯∶碳酸二乙酯∶碳酸乙烯酯＝1∶1∶1的1M六氟磷酸锂为电解液组装成锂离子电池。
各实施例制备的锂离子电池的性能表
权利要求
1.一种锂离子电池用锂铁磷氧化物正极材料的制备工艺，包括有固相合成和高温灼烧工序，其特征在于工序(1)按锂铁、磷的比值为1-1.1的锂源、铁源和磷源混合均匀，在上述混料中按混料重量比的6-10％加入聚丙稀酰胺，搅拌均匀成胶状，工序(2)将上述胶状物在干燥箱中于115～125℃下烘干30小时后，在球磨机中研磨，过300目筛，工序(3)将上述粉料在250℃条件下预烧15小时后自然冷却至常温，工序(4)将冷却后的预烧粉料进行球磨、过300目筛，在400-700℃条件下灼烧20小时，过300目筛即得到所需的锂离子电池用锂铁磷氧化物正极材料。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池用锂铁磷氧化物正极材料的制备工艺，包括有固相合成和高温灼烧工序，其特征在于工序(1)按锂∶铁、磷的比值为1－1.1的锂源、铁源和磷源混合均匀，在上述混料中按混料重量比的6－10％加入聚丙稀酰胺，搅拌均匀成胶状，工序(2)将上述胶状物在干燥箱中于115～125℃下烘干30小时后，在球磨机中研磨，过300目筛，工序(3)将上述粉料在250℃条件下预烧15小时后自然冷却至常温，工序(4)将冷却后的预烧粉料进行球磨、过300目筛，在400－700℃条件下灼烧20小时，过300目筛即得到所需的锂离子电池用锂铁磷氧化物正极材料。本发明由于在固相合成工序中加入了高分子网络剂(聚丙稀酰胺)，增加了预灼烧工序，因而本发明与现有技术比具有充放电性能好，工艺简单成本低的显著优点。
文档编号H01M4/04GK1514503SQ0312625
公开日2004年7月21日 申请日期2003年7月15日 优先权日2003年7月15日
发明者崔成伟, 杨书廷, 张希平, 张彦航 申请人:新乡无氧铜材总厂, 新乡市格瑞恩新能源材料有限公司