本发明属于电池材料技术领域,具体涉及一种磷酸铁锂材料及其制备方法。
背景技术:
磷酸铁锂离子电池(lifepo4)具有能量高、循环寿命常、安全性能好等优点,在便携式设备、动力电池和电化学储能等领域得到了广泛的应用,然而日益增长的市场需求与产能不足的矛盾,以及磷酸铁锂生产过程中的三废排放问题,都需要新的技术路线予以解决。
目前主流的磷酸铁锂材料的制备工艺主要包括以下步骤:将磷酸铁、碳酸锂与碳源在纯水中混合后通过砂磨机进行纳米化过程,纳米化过程完成后对所得浆料进行喷雾造粒,得到前驱体,前驱体经煅烧粉碎得到最终的磷酸铁锂材料。该工艺过程中的磷酸铁一般是使用铁盐如硫酸亚铁,氯化亚铁,和磷酸通过液相沉淀法制得,在此过程中会产生大量废水,同时液相中合成的物料需干燥煅烧也会消耗大量的天然气与电能;此外,现有工艺中也有采用铁盐(如磷酸铁、氧化铁、四氧化三铁等)与磷盐、锂盐和碳源等反应制得磷酸铁锂材料,但这些工艺中一般均需要进行精细研磨和干燥的步骤,费时费力,且干燥的过程中同样会产生大量的能耗,这与降低碳排放与绿色生产的初衷是不相符的。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明有必要提供一种磷酸铁锂材料及其制备方法,该制备方法实现了磷酸铁制备过程中废水的零排放,避免了磷酸铁的干燥煅烧步骤源消耗,节约了磷酸铁锂生产过程中的精细研磨与干燥过程,节省了大量的设备与能耗,对磷酸铁锂材料生产过程中的节能降耗和绿色环保具有重要意义。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供了一种磷酸铁锂材料的制备方法,包括以下步骤:
将四氧化三铁、磷酸锂和碳源在纯水中搅拌均匀,获得混合溶液;
向所述混合溶液中加入磷酸,获得混合浆料;
搅拌所述混合浆料,当所述混合浆料的粘度大于1000mpa·s时,停止搅拌;
待所述混合浆料固化后,破碎、过筛,获得前驱体粉末;
将所述前驱体粉末煅烧,制得磷酸铁锂材料。
进一步的,所述四氧化三铁、磷酸锂均为d100≤8μm的微米级粉末。
进一步的,所述混合溶液中,所述四氧化三铁、磷酸锂和碳源的浓度分别为270-360g/l、135-180g/l、70-90g/l。
进一步的,所述碳源选自葡萄糖、蔗糖、聚乙二醇中的至少一种。
进一步的,在所述获得混合浆料的步骤中,在所述混合溶液中还添加有有机酸,所述有机酸选自乙酸、甲酸或柠檬酸。
进一步的,所述
声明:
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我是此专利(论文)的发明人(作者)