磷酸铁锂材料的制备方法及磷酸铁锂材料与流程

专利2026-06-05  10


本发明属于锂离子电池材料,具体而言,涉及一种磷酸铁锂材料的制备方法及磷酸铁锂材料。


背景技术:

1、绿色环保的锂离子电池因其工作电压适宜、循环寿命长、能量密度大、自放电小等优点,受到消费者的广泛欢迎,其应用领域不断扩大。其中,正极材料是锂离子电池的重要组成部分,而磷酸铁锂由于循环性能好、安全性高、价格便宜、环境友好等特点而受到人们的广泛关注,成为目前市场上最主流的锂离子电池正极材料之一。

2、目前,磷酸铁锂电池在动力市场的占有率仍不高,主要受限于磷酸铁锂电池短的续航里程,因此,该领域研究人员将如何提高磷酸铁锂材料的体积能量密度作为研究重点,而提高体积能量密度的一个重要方向就是提高磷酸铁锂材料的粉体压实密度,目前较成熟的磷酸铁锂产品的粉体压实密度在2.58g/cm3以下,而磷酸铁锂材料的理论粉体压实密度为3.6g/ cm3,因此,磷酸铁锂材料的粉体压实密度有较大的上升空间。

3、鉴于此,特提出本发明。


技术实现思路

1、本发明的目的在于,提供一种磷酸铁锂材料的制备方法及磷酸铁锂材料,该方法制得大小级配的磷酸铁锂材料,有利于提高磷酸铁锂材料的压实密度。

2、为了达到上述目的,本发明在第一方面提供了一种磷酸铁锂材料的制备方法,包括以下步骤:

3、(1)将不同钛元素含量的前驱体进行一次混合后,经一次烧结、破碎后得到磷酸铁锂;所述不同钛元素含量的前驱体包括磷源、铁源、锂源、一次碳源和钛源;

4、(2)将所述磷酸铁锂加入到连接剂和二次碳源的混合物中进行二次混合后,经干燥、二次烧结、破碎,得到磷酸铁锂材料。

5、在一些实施方式中,所述不同钛元素含量的前驱体包括第一前驱体、第二前驱体、第三前驱体中的至少两种,其中不同钛元素含量范围为500ppm~3500ppm。

6、在一些实施方式中,所述第一前驱体钛元素含量为[500ppm,1500ppm);所述第二前驱体钛元素含量为[1500ppm,2500ppm];所述第三前驱体钛元素含量为(2500ppm,3500ppm]。

7、在一些实施方式中,所述不同钛元素含量的前驱体包括所述第一前驱体、所述第二前驱体和所述第三前驱体中任意两种。

8、在一些实施方式中,所述不同钛元素含量的前驱体包括所述第一前驱体、所述第二前驱体和所述第三前驱体。

9、在一些实施方式中,所述第一前驱体和所述第二前驱体,或所述第一前驱体和所述第三前驱体,或所述第二前驱体和所述第三前驱体的质量比例为[10%,50%]:[50%,90%];

10、优选地,所述第一前驱体和所述第二前驱体,或所述第一前驱体和所述第三前驱体,或所述第二前驱体和所述第三前驱体的质量比例为[20%,40%]:[60%,80%]。

11、在一些实施方式中,所述第一前驱体、所述第二前驱体和所述第三前驱体的质量比例为(0%,30%]:[50%,90%]:(0%,30%];

12、优选地,所述第一前驱体、所述第二前驱体和所述第三前驱体的质量比例为[5%,15%]:[70%,80%]:[5%,15%]。

13、在一些实施方式中,所述连接剂为钛酸酯类偶联剂;和/或,所述二次碳源为含羟基碳源。

14、在一些实施方式中,所述连接剂和所述二次碳源的质量比例为1:[1,3];和/或,所述连接剂与所述磷酸铁锂的质量比为1:[80,100]。

15、本发明在第二方面提供了一种磷酸铁锂材料,所述磷酸铁锂材料由上述任一实施方式的磷酸铁锂材料的制备方法制备得到,所述磷酸铁锂材料粉体的压实密度为[2.58g/cm3,2.72 g/cm3]。

16、本发明提供的磷酸铁锂材料的制备方法,一次混合过程将不同钛元素含量的前驱体按照不同比例混合,得到大小级配的磷酸铁锂,提高磷酸铁锂的压实密度。同时,在二次混合过程中采用连接剂和二次碳源对磷酸铁锂进行联合包覆,进一步提高磷酸铁锂材料的压实密度。



技术特征:

1.一种磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,所述不同钛元素含量的前驱体包括第一前驱体、第二前驱体、第三前驱体中的至少两种,其中不同钛元素含量范围为500ppm~3500ppm。

3.根据权利要求2所述的磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,所述第一前驱体钛元素含量为[500ppm,1500ppm);所述第二前驱体钛元素含量为[1500ppm,2500ppm];所述第三前驱体钛元素含量为(2500ppm,3500ppm]。

4.根据权利要求3所述的磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,所述不同钛元素含量的前驱体包括所述第一前驱体、所述第二前驱体和所述第三前驱体中任意两种。

5.根据权利要求3所述的磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,所述不同钛元素含量的前驱体包括所述第一前驱体、所述第二前驱体和所述第三前驱体。

6.根据权利要求4所述的磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,所述第一前驱体和所述第二前驱体,或所述第一前驱体和所述第三前驱体,或所述第二前驱体和所述第三前驱体的质量比例为[10%,50%]:[50%,90%];

7.根据权利要求5所述的磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,所述第一前驱体、所述第二前驱体和所述第三前驱体的质量比例为(0%,30%]:[50%,90%]:(0%,30%];

8.根据权利要求1所述的磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,所述连接剂为钛酸酯类偶联剂;和/或,所述二次碳源为含羟基碳源。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的磷酸铁锂材料的制备方法,其特征在于,所述连接剂和所述二次碳源的质量比例为1:[1,3];

10.一种磷酸铁锂材料,其特征在于,所述磷酸铁锂材料由权利要求1-9中任一项所述的磷酸铁锂材料的制备方法制备得到,所述磷酸铁锂材料粉体的压实密度为[2.58g/cm3,2.72 g/cm3]。


技术总结
本发明属于锂离子电池材料技术领域,提供一种磷酸铁锂材料的制备方法,包括:(1)将不同钛元素含量的前驱体进行一次混合后,经烧结、破碎后得到磷酸铁锂;前驱体包括磷源、铁源、锂源、一次碳源和钛源;(2)将所述磷酸铁锂加入到连接剂和二次碳源的混合物中进行二次混合后,经干燥、烧结、破碎,得到磷酸铁锂材料。该方法制得的磷酸铁锂材料具有一定的粒径分布宽度,有利于提高磷酸铁锂材料的压实密度。

技术研发人员:甘掌根,阮丁山,杜锐,李长东
受保护的技术使用者:广东邦普循环科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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