/c正极材料制备方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于锂离子电池正极材料制备领域。
【背景技术】
[0002]由于日益加剧的能源危机和环境污染，使得锂离子动力电池在混合动力汽车、纯电动汽车领域里的应用越来越受到人们的关注。正极材料是限制锂离子动力电池发展的关键因素，它将直接影响到电池的能量密度特性、比功率特性、温度特性以及安全特性。传统的锂离子电池正极材料LiCoO4因存在安全性较差、价格高昂等缺点而限制了其在动力电池中的大规模使用。磷酸铁锂具有理论容量高(170mAh.g—1)、工作电压高(3.4v)、循环性能优良、原材料来源广泛、环境友好、热稳定性好及安全性能突出等优点，已成为材料界的研宄热点，在各种可移动电源领域，特别是在动力电池领域有着极大的应用前景。但LiFePO4自身结构导致的电导率低以及锂离子扩散速率低两大缺点阻碍了其实用化进程。为解决上述问题，碳包覆、金属离子或粒子掺杂以及纳米化等工艺已被广泛应用于LiFePO4改性研宄。其中，碳包覆工艺是研宄较多、廉价有效、较易产业化的方法，但不同碳源对LiFeP0d9电化学性能影响较大。目前，常用的碳源主要有无机碳源(如炭黑、乙炔黑和碳纳米管、碳纳米纤维等)和有机碳源(如蔗糖、葡萄糖、聚丙烯、聚乙二醇等)。Xul71等以柠檬酸为碳源制备LiFePOJt发现，杂质相Fe 2P极易生成，虽然Fe2P的存在对于材料的倍率性能有一定的改善效果，但由于Fe2P自身不具有电化学储锂活性而导致材料的可逆容量较低。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种倍率性能优异且不含Fe2P的LiFeP04/C正极材料制备方法。
[0004]本发明通过以下技术方案予以实现:一种LiFeP04/C正极材料制备方法，按Li:Fe:P摩尔比1.02:1:1准确称取Li2CO3' FeC2O4.2H20和NH4H2PO4，在上述原料中加入柠檬酸，以无水乙醇为介质，在行星球磨机上以400r ^irT1的转速球磨6h后烘干(60°C )得到前驱体，将前驱体在氮气气氛保护下于350°C先预烧5h后，再直接升至700°C保温18h，随炉冷却，研磨、过筛后得到LiFeP04/C正极材料。
[0005]本发明具有如下有益效果:
本发明制备的LiFeP04/C正极材料1C循环时，首次和第50次放电比容量分别为110.9mAh.g-1和108.8mAh.g Λ容量保持率为98.1% ；20C下，样品循环50次后其放电比容量仍高达78.4mAh.g—1，容量保持率为92.7%，其倍率性能优良，具有良好应用前景。
【具体实施方式】
[0006]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0007]具体实施例:本发明所述正极材料制备过程:按Li:Fe:P摩尔比1.02:1:1准确称取Li2C03、FeC2O4.2H20和NH4H2PO4,在上述原料中加入柠檬酸，以无水乙醇为介质，在行星球磨机上以400r.miiT1的转速球磨6h后烘干(60°C )得到前驱体，将前驱体在氮气气氛保护下于350°C先预烧5h后，再直接升至700°C保温18h，随炉冷却，研磨、过筛后得到LiFeP04/C正极材料。
[0008]以LiFeP04/C正极材料为活性物质，与乙炔黑混合后加入溶有聚偏氟乙烯(PVdF)的N—甲基吡咯烷酮溶液(0.02g.mr1),活性物质、乙炔黑和PVdF质量比为75:15:10，物料混合后在磁力搅拌器上混匀。将浆料存铝箔上涂膜，红外烘干后冲成直径为14mm的电极片，压片(6MPa)后真空干燥(120°C )12h，迅速转移至充满氩气的手套箱中，以金属锂片为负极，Imol.L-1LiPFe/(EC+DMC+DEC)(体积比为 1:1:1)为电解液。Celgard2400 为隔膜，泡沫镍为填充物，组装成2025犁扣式电池进行测试。
[0009]样品交流阻抗测试在CH1614C电化学分析仪上进行:测试频率范围为0.01?100000Hz。充放电性能测试在CT2001A电池测试系统上进行，测试条件为恒流充放电，测试电压范围为2.5-4.2V。
[0010]测试结构为，10C循环时，样品首次和第50次放电比容量分别为110.9mAh.g—1和108.8mAh.g—1，容量保持率为98.1% ;20C下，样品循环50次后其放电比容量仍高达78.4mAh.g'容量保持率为92.7%。
[0011]以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种LiFePO 4/C正极材料制备方法，其特征在于:按Li:Fe:P摩尔比1.02:1:1准确称取Li2C03、FeC2O4.2H20和NH4H2PO4，在上述原料中加入柠檬酸，以无水乙醇为介质，在行星球磨机上以400r.HiirT1的转速球磨6h后烘干(60°C )得到前驱体，将前驱体在氮气气氛保护下于350°C先预烧5h后，再直接升至700°C保温18h，随炉冷却，研磨、过筛后得到LiFeP04/C正极材料。
【专利摘要】一种LiFePO4/C正极材料制备方法，属于锂离子电池正极材料制备领域。针对目前电池材料电导率低且有杂质相Fe2P的问题，提供一种倍率性能优异且不含Fe2P的LiFePO4/C正极材料制备方法。该制备方法按Li：Fe：P摩尔比1.02：l：l称取Li2CO3、FeC2O4·2H2O和NH4H2PO4，加入柠檬酸，以无水乙醇为介质，在行星球磨机上球磨6h后烘干得到前驱体，将前驱体在氮气气氛保护下于350℃先预烧5h后，再升至700℃保温18h，冷却后研磨、过筛，得到LiFePO4/C正极材料。采用该制备方法制备的正极材料，倍率性能优异且不含Fe2P，具有良好的应用前景。
【IPC分类】H01M4-1397, H01M4-1393
【公开号】CN104659336
【申请号】CN201410745182
【发明人】江波
【申请人】江波
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月9日