背景技術(shù)
清潔能源的開發(fā)與建設(shè)是全世界首要發(fā)展的重要領(lǐng)域之一，電池是合理有效 利用這些新能源的重要媒介。鋰離子電池在弱電行業(yè)得到了迅猛的發(fā)展，動(dòng)力鋰電池的研究和開發(fā)日趨成熟，電動(dòng)汽車（EV)的發(fā)展將給人們環(huán)境的改善帶來(lái)了 革命性的變化。電動(dòng)汽車制造的關(guān)鍵技術(shù)是電池問題，研究表明鋰電池是電動(dòng)汽 車動(dòng)力的首選電池，制備動(dòng)力鋰電池的關(guān)鍵技術(shù)則是電池材料，尤其是正極材料 磷酸鐵鋰。目前磷酸鐵鋰的制備多采用以正磷酸鐵為前驅(qū)物原料進(jìn)行固相合成。
由于在制備磷酸鐵鋰的高溫反應(yīng)過程中，離子的擴(kuò)散是一個(gè)緩慢過程，因此正磷酸鐵的活性對(duì)反應(yīng)有著重要影響，特別是批量制備。使用現(xiàn)有生產(chǎn)方法生產(chǎn)的正磷酸鐵 顆粒分布寬，顆粒間團(tuán)聚現(xiàn)象較嚴(yán)重，致使表面活性較低，用于制備鋰電池正極 材料磷酸鐵鋰，制得的二次電池比容量較小，并且產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定，直接限制了鋰電池的使用范圍。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種顆粒分布窄，粒徑小，分散均勻，反應(yīng)活性高的用 于鋰電池正極材料正磷酸鐵的制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明可采取下述技術(shù)方案：本發(fā)明所述用于鋰電池正極材料正磷酸鐵的制備方法，由主料七水硫酸亞 鐵、磷酸、雙氧水或氯酸鈉、氫氧化鈉或碳酸鈉和輔料水制備而成：
a、反應(yīng)物的重量份配比為： 七水硫酸亞鐵：100; 磷酸：41.8-48.8;雙氧水：21.8_38.5或氯酸鈉:6.36—10.0; 氫氧化鈉：12.0—12.5或碳酸鈉：15.0—18.0; 水：500 — 1000;
b、步驟：步、在反應(yīng)釜中將七水硫酸亞鐵、磷酸、水配制成溶液；然后向所述溶液中加入雙氧水或氯酸鈉，同時(shí)控制溶液溫度在50°C-55"C之間，攪拌條件下加入氫氧化鈉或碳酸鈉，反應(yīng)溶液呈強(qiáng)酸性；第二步、將步所得溶液升溫到85。C-95。C之間，保溫5-15小時(shí)，保溫的 同時(shí)將溶液引入旋流器中進(jìn)行分離至產(chǎn)物中硫酸根含量小于0. 2%，然后冷卻至50 "C進(jìn)行產(chǎn)物與液體的固液分離，將分離出的產(chǎn)物干燥即得正磷酸鐵；所得正磷酸 鐵的粒徑為1—2tim,比表面積為48-55. 5mVg;振實(shí)密度大于1. 6g/cm3。所述磷酸濃度為85%;所述雙氧水濃度為28%。
本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于制備的正磷酸鐵平均粒徑為l一2nm，比表面積為 48-55. 5m/g。在高倍電子顯微鏡下觀察，產(chǎn)物為表面粗糙、皺褶的球狀物，大大 提高了正磷酸鐵的活性。以本方法制備的正磷酸鐵為原料經(jīng)固相合成制備磷酸鐵 鋰，可得到性能優(yōu)良的鋰離子電池正極材料，用該正極材料制得的二次電池比容 量大于130mAh/g，振實(shí)密度大于1.6 g/cm?大大提高了鋰電池的性能，擴(kuò)展了正磷酸鐵的使用范圍。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所述用于鋰電池正極材料正磷酸鐵的制備方法，按照下述步驟進(jìn)行： 在1m3的搪瓷反應(yīng)釜中加入150kg水，27. 5 kg七水硫酸亞鐵，攪拌下使固體 溶解，加入12.5kg磷酸，在1h時(shí)內(nèi)加入9kg濃度為28Q/o的雙氧水，使溶液中的 二價(jià)鐵完全轉(zhuǎn)化為三價(jià)鐵，調(diào)整溶液溫度為55°C ，攪拌下加入濃度為10%的碳酸 鈉溶液47kg，流速為10L/h，然后升溫至95r保溫6h，保溫的同時(shí)將溶液引入6 級(jí)旋流器中分離可溶性無(wú)機(jī)鹽，同時(shí)產(chǎn)物在旋流器中高速旋流形成圓球形的微粒； 分離至產(chǎn)物中硫酸根含量小于0. 2%后，冷卻至50℃將產(chǎn)物與液體進(jìn)行固液離心分 離，分離出的產(chǎn)物經(jīng)干燥處理即得正磷酸鐵；所得正磷酸鐵產(chǎn)物粒徑為1一2u m， 比表面積為55. 5mVg;振實(shí)密度大于1. 6g/cm3。