一种掺杂铜、银磷酸铁锂正极材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种掺杂铜、银磷酸铁锂正极材料的制备方法，属于磷酸铁锂正极材料制备技术领域。本发明在原有正极材料的基础上，通过在沉积相时发生结晶，在结晶过程中部分亚铁离子被铜离子发生同晶取代，部分锂离子被银离子发生同晶取代，同时在硫氰化钾和磺化煤的作用下，使得铁、锂离子离开原有的晶格位置进入有机相，晶格上产生空穴，制得以磷酸铁锂材料为主，铜、银材料为辅的正极材料，达到提高离子活化性能和材料导电性能的目的。本发明的有益效果是：该掺杂铜、银磷酸铁锂正极材料，离子扩散快、活化性能好，振实密度高，振实密度达1.7～2.4g/mL；该方法制备简单，导电性能好，低温放电性能好，比容量达190mAh/g以上。

主权项

一种掺杂铜、银磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）称取280mL的去离子水于体积为1L的烧杯中，加入80～100g氢氧化锂颗粒，进行磁力搅拌，设置搅拌转速为600～800 r/min，搅拌时间20～30min，待磁力搅拌完成后，得氢氧化锂溶液备用；（2）称取380mL的去离子水于体积为2.0L的烧杯中，加入60～80mL1.2mol/L的磷酸溶液，进行磁力搅拌，设置搅拌转速为500～700 r/min，搅拌时间20～30min；（3）待磁力搅拌完成后，称取50～70g硫酸亚铁颗粒加入上述烧杯中，对其搅拌混合使其完全溶解，待完全溶解后，缓慢滴加40～50mL的磷酸三乙酯溶液，按每秒5滴的速度，在500～700r/min搅拌速度下混合搅拌至其滴加完成；（4）待磷酸三乙酯溶液滴加完成后，将1L烧杯中的氢氧化锂溶液，在500～700 r/min转速下，缓慢倒入2.0L烧杯中，倒入时进行pH检测，待其pH值为7.0～7.8时即可停止倒入氢氧化锂溶液，得混合溶液；（5）向上述混合溶液中加入100～300g的尿素、80～100g的三苯甲醇晶体和50～70g柠檬酸颗粒，在2000～3000r/min转速下高速搅拌，搅拌时间30～40min；（6）待搅拌完成后，分别将18～22g硫酸铜和25～35g硝酸银加入2.0L的烧杯中，并向烧杯中加入120～150mL无水乙醇溶液，在800～1200r/min转速下磁力搅拌40～60min，待搅拌完成后，倒入热反应釜中，设置温度为160～180℃，反应12～14h；（7）待反应完成后，加入30～40mL1.5mol/L的硫氰化钾溶液和20～30g磺化煤颗粒于2.0L烧杯中，在2500～3000r/min转速下高速搅拌20～30min，在搅拌过程中以5℃/min的速度程序降温至10℃后停止降温，得混合液；（8）取20～40g二氧化钛粉末，加入到30～40mL的聚乙二醇中，在28～35℃温度下进行搅拌混合均匀，得二氧化钛悬浊液，然后将其加入到上述降温后的混合液中，磁力搅拌20～30min，混合均匀后过滤，再用质量分数为10%的乙醇溶液清洗数次后过滤得滤渣；（9）将上述过滤后的滤渣置于鼓风干燥箱中，在温度为85～90℃下干燥10～12h，干燥后放入管式气氛炉中，向其中通入氩气排除空气后，在氩气、温度为600～800℃的环境下，煅烧20～24h，最后使其自然冷却，即可制得一种掺杂铜、银磷酸铁锂正极材料。