專(zhuān)利名稱(chēng)：鋰電池電極材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰 電池電極材料的制備方法，尤其涉及一種釩摻雜的磷酸鐵鋰電 極材料的制備方法。
背景技術(shù)：
磷酸鐵鋰(LiFePO4)作為鋰電池電極材料以其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、安全性好、資源豐富、高 溫性能和循環(huán)性能好及理論比容量高等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。然而由于其鋰離子的嵌入脫出是在 一維方向上進(jìn)行的，所以離子電導(dǎo)性差、高倍率充放電性能和低溫性能差?，F(xiàn)有技術(shù)中為改善磷酸鐵鋰電極材料鋰離子擴(kuò)散性能差的缺點(diǎn)，有人通過(guò)固相合 成工藝形成釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料，其中，釩離子被摻入該磷酸鐵鋰電極材料中的鐵 位以削弱鋰氧(Li-O)鍵的平均結(jié)合能，從而提高了鋰離子的遷移及擴(kuò)散速率。該固相合成 工藝的具體過(guò)程為將具有一定摩爾比的鋰源、鐵源、磷源和釩源混合形成一混合物；向該 混合物中加入分散劑并用球磨法充分混合，之后將球磨后的混合物在一惰性氣氛下預(yù)燒； 將所述預(yù)燒后的產(chǎn)物進(jìn)行熱處理，從而獲得釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料。然而，該采用球磨 方法使所述固相混合物均勻混合的方式，僅能是固相粉體之間的簡(jiǎn)單混合，并不能達(dá)到原 子級(jí)的均勻混合，導(dǎo)致釩不能均勻摻入所述磷酸鐵鋰電極材料中，從而最終影響該釩摻雜 的磷酸鐵鋰電極材料的電化學(xué)穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，確有必要提供一種釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料的制備方法，通過(guò)該制 備方法可使釩均勻摻入所述磷酸鐵鋰電極材料中。一種鋰電池電極材料的制備方法，其包括以下步驟提供一釩源、鐵鹽和一磷源， 將所述釩源、鐵鹽和磷源溶于一溶劑中，以形成一混合液；在上述混合的過(guò)程中，調(diào)節(jié)該混 合液的PH值為1. 5 5，使該混合液發(fā)生反應(yīng)以形成釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒；提供一 鋰源溶液和一還原劑，將該鋰源溶液、上述釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒和還原劑均勻混合， 以形成一混合漿料；干燥并熱處理該混合漿料，從而形成釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料。一種鋰電池電極材料的制備方法，其包括以下步驟提供一釩源、一鐵鹽和一磷 源，并將該釩源、鐵鹽和磷源按照釩元素與鐵元素的摩爾數(shù)之和與磷元素的摩爾數(shù)之比為 1 0.8 1 1.2的比例溶于一溶劑中以形成一混合液；將上述混合液按照100毫升/小 時(shí) 150毫升/小時(shí)的流量連續(xù)輸入到一反應(yīng)器中；調(diào)節(jié)該混合液的PH值為1. 5 5，反應(yīng) 器的溫度為25°C 50°C，混合液在反應(yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間為40分鐘至2小時(shí)，從而形成釩摻 雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒提供一鋰源溶液和一碳熱還原劑，將該鋰源溶液、上述磷酸鐵前驅(qū) 體顆粒和碳熱還原劑按照鋰元素、磷元素與碳元素的摩爾比為1 1 1 1.2 1 1.3 的比例均勻混合，以形成一混合漿料；干燥并熱處理該混合漿料。相較于現(xiàn)有技術(shù)，由于所述釩源、鐵鹽和磷源為在一溶劑中均勻混合，從而可使得 所述釩源、鐵鹽和磷源達(dá)到原子級(jí)的均勻混合，使釩均勻地?fù)诫s入所形成的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒中，從而最終形成釩均勻摻雜的磷酸鐵鋰電極材料。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的釩摻雜的磷酸鐵鋰電極 材料的制備方法流程圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例制備的釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒的掃描電鏡照片。圖3為本發(fā)明實(shí)施例制備的釩摻雜的磷酸鐵鋰掃描電鏡照片。圖4為采用本發(fā)明實(shí)施例制備的釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料作為正極的電池在 IC倍率下的比容量-循環(huán)測(cè)試曲線圖。圖5為未摻雜釩的磷酸鐵鋰電極材料與本實(shí)施例制備的釩摻雜1%、3%和5%的 磷酸鐵鋰材料的XRD比較譜圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的鋰電池電極材料的制備方法作進(jìn) 一步的詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供一種釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料的制備方法，其包 括以下步驟Si，提供釩源、鐵鹽和磷源，將所述釩源、鐵鹽和磷源溶于一溶劑中，以形成一混合 液；S2，在上述混合的過(guò)程中，調(diào)節(jié)該混合液的PH值為1. 5 5，以使混合液反應(yīng)形成 一釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒；S3，提供一鋰源溶液和一還原劑，將該鋰源溶液、上述釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒 和還原劑均勻混合，以形成一混合漿料；S4，干燥并熱處理上述混合漿料，從而形成釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料。以下將對(duì)該Sl S4的各步驟進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。在Sl步驟中，所述釩源、鐵鹽和磷源按照釩元素與鐵元素的摩爾數(shù)之和與磷元素 的摩爾數(shù)之比為1 0.8 1 1.2的比例溶于所述溶劑中。所述釩源可為偏釩酸銨、五 氧化二釩、二氧化釩或四氯化釩等。所述鐵鹽可在所述溶劑中溶解，其為氯化鐵、硝酸鐵及 硫酸鐵中的一種或者幾種的混合物。所述磷源可溶于所述溶劑，且可形成磷酸根離子，其 可為磷酸、磷酸銨、磷酸氫銨及磷酸二氫銨中的一種或幾種的混合物。所述溶劑可為水、乙 醇或丙酮等，該溶劑優(yōu)選為水，且該水優(yōu)選為去離子水或蒸餾水，從而避免引入其它雜質(zhì)元 素。本實(shí)施例所述混合液中，所述釩源為偏釩酸銨，所述鐵鹽為硝酸鐵，所述磷源為磷酸，所 述溶劑為去離子水。該摻雜后得到的磷酸鐵鋰電極材料的通式為L(zhǎng)iFei_xVxP04(或稱(chēng)釩摻雜 量為χ的磷酸鐵鋰電極材料，其中χ為0. 01 0. 08，即 8% )，因此，該偏釩酸銨可按 照獲得釩摻雜 8%的磷酸鐵鋰電極材料提供，本實(shí)施例按照釩摻雜1%、3%和5%的 量提供該偏釩酸銨。在S2步驟中，可采用控制結(jié)晶工藝制備所述釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒，其具體 可包括以下子步驟首先，將上述混合液按照一定的流量連續(xù)輸入到一反應(yīng)器中，其中所述流量可為 100毫升/小時(shí) 150毫升/小時(shí)，所述反應(yīng)器可空置或預(yù)先注入一定量的溶劑。本實(shí)施例中，該流量為120毫升/小時(shí)，且所述反應(yīng)器中注入60%體積的溶劑，該溶劑可為去離子水、蒸餾水或乙醇等，優(yōu)選為，該溶劑與上述混合液中的溶劑相同，即去離子水。其次，采用攪拌的方式使該混合液均勻混合，并在該攪拌的過(guò)程中，調(diào)節(jié)輸入所述 反應(yīng)器中的混合液的PH值為1.5 5，從而形成釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒。該攪拌 的具體方式不限，可為機(jī)械攪拌、磁力攪拌或超聲分散等，本實(shí)施例為采用磁力攪拌的方式 以50 60瓦/升的功率攪拌上述混合液?？赏ㄟ^(guò)在上述混合液連續(xù)注入反應(yīng)器的過(guò)程中， 向所述反應(yīng)器連續(xù)注入堿性溶液以調(diào)節(jié)PH值，該堿性溶液可為氨水、氫氧化鈉溶液等。本 實(shí)施例中，所述堿性溶液為氨水，所述反應(yīng)器中混合液的PH值被調(diào)至2. 3。在該整個(gè)反應(yīng)過(guò) 程中，由于所述混合液以一定的流量被連續(xù)地注入所述反應(yīng)器中，因此，當(dāng)輸入反應(yīng)器中的 混合液反應(yīng)一定時(shí)間之后，反應(yīng)形成的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒會(huì)由于混合液的連續(xù)輸入而 自然溢出反應(yīng)器外。收集該溢出反應(yīng)器外的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒。此外，在向所述反應(yīng)器中輸入上述混合液之前或過(guò)程中，可進(jìn)一步向所述反應(yīng)器 中添加多個(gè)微顆粒填料，并使該混合液與該多個(gè)微顆粒填料均勻混合。所述多個(gè)微顆粒填 料由不溶于上述溶劑且不與上述鐵源、磷源和釩源發(fā)生反應(yīng)的硬質(zhì)材料組成。具體為，該多 個(gè)微顆粒填料的材料可為陶瓷、石英及玻璃中的一種或者幾種，且并不限于此。該每個(gè)微 顆粒填料的顆粒直徑優(yōu)選為大于后續(xù)所形成的釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒的直徑，可為20 微米 1毫米，該多個(gè)微顆粒填料的體積占上述混合液的體積的15% 50%。在上述攪拌的過(guò)程中，所述多個(gè)微顆粒填料與所形成的釩摻雜的水合磷酸鐵沉淀 產(chǎn)生互相摩擦、碰撞，從而增加了混合液中鐵鹽和磷源的混合強(qiáng)度，更有利于形成球形或類(lèi) 球形的釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒，且抑制了釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒的團(tuán)聚 和長(zhǎng)大的作用?？梢岳斫?，該步驟若不加入該多個(gè)微顆粒填料，也可獲得所述釩摻雜的水合 磷酸鐵前驅(qū)體顆粒，且也可形成最終產(chǎn)物釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料，其加入僅為在反應(yīng) 過(guò)程中更有效地控制釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒的形貌和粒徑尺寸等，進(jìn)而優(yōu)化該釩 摻雜的磷酸鐵鋰電極材料電化學(xué)性能。進(jìn)一步地，為更好地控制所形成的釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒的粒徑，可控 制輸入該反應(yīng)器中混合液的溫度為25°C 50°C，通過(guò)控制上述混合液的流量和反應(yīng)器的 體積大小以控制混合液在反應(yīng)器中的反應(yīng)時(shí)間，即停留時(shí)間為40分鐘至2小時(shí)之間。該 反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間會(huì)影響最終釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒的粒徑尺寸，反應(yīng)溫度越 高，反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng)，將會(huì)促進(jìn)晶粒的長(zhǎng)大，從而使所形成的釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒的粒 徑尺寸較大。本實(shí)施例中，所述反應(yīng)溫度控制在25°C，反應(yīng)時(shí)間控制在1個(gè)小時(shí)。進(jìn)一步，該S2步驟可進(jìn)一步包括過(guò)濾、洗滌并干燥所述釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū) 體顆粒的過(guò)程。具體為，可通過(guò)離心機(jī)將上述釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒篩分出，并采 用去離子水或蒸餾水洗滌該篩分出的釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒，再將洗滌后的釩摻 雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒在70°C 100°C的溫度下干燥2 4個(gè)小時(shí)，從而獲得釩摻雜 的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒，該釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒的顆粒直徑為20納米 10 微米。另外，由于上述微顆粒填料并沒(méi)有參與反應(yīng)，因此，該釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體 顆粒中仍存在該微顆粒填料，因此，可進(jìn)一步將該微顆粒填料篩分出，具體為，由于該微顆 粒填料的粒徑為20微米 1毫米，遠(yuǎn)大于所形成的釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒的粒徑，因此，可采用一孔徑小于微顆粒填料中的最小微顆粒的直徑并大于所形成的釩摻雜的 水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒中的最大微顆粒的直徑的過(guò)濾網(wǎng)將所述微顆粒填料篩分出，從而形 成純的釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒。
請(qǐng)參閱圖2，該釩的摻雜可抑制晶粒的長(zhǎng)大，且可阻止釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體 顆粒形成過(guò)程中發(fā)生團(tuán)聚。同時(shí)，該控制結(jié)晶工藝通過(guò)控制反應(yīng)器中混合液的反應(yīng)溫度、反 應(yīng)時(shí)間及向混合液中加入微顆粒填料等方式有效控制了釩摻雜的水合磷酸鐵晶粒的生長(zhǎng) 過(guò)程，從而使最終形成的釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒直徑尺寸可達(dá)到20納米 10微 米的可控范圍，且該釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒的形貌均為球形或類(lèi)球形，且具有不 結(jié)塊、分散性好等特點(diǎn)。可以理解，該釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒的形貌、粒徑尺寸及 分散性等特點(diǎn)與最終形成的釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料的形貌、粒徑尺寸及分散性有關(guān)， 該釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒的粒徑越小、分散性越好、形貌越接近球形或類(lèi)球形，則 最終形成的釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料的粒徑也越小、分散性也越好、形貌也越接近球形 或類(lèi)球形。本實(shí)施例中，該釩摻雜的水合磷酸鐵鋰前驅(qū)體顆粒的直徑尺寸為100 200納 米。此外，由于所述釩源、鐵鹽和磷源為在一溶劑中均勻混合，可使得所述釩源、鐵鹽和磷源 達(dá)到原子級(jí)的均勻混合，進(jìn)而使釩均勻地?fù)诫s入所形成的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒中，從而最終 形成釩均勻摻雜的磷酸鐵鋰電極材料。此外，該步驟可進(jìn)一步包括熱處理該釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒的步驟，即 在一惰性氣體的氛圍下，在400°C 700°C的溫度范圍內(nèi)加熱所述釩摻雜的水合磷酸鐵前 驅(qū)體顆粒2小時(shí) 24小時(shí)，本實(shí)施例為在氮?dú)獾姆諊?，?20°C的溫度下加熱10個(gè)小時(shí)， 從而去除釩摻雜的水合磷酸鐵前驅(qū)體顆粒中的結(jié)晶水，以獲得釩摻雜的無(wú)水磷酸鐵前驅(qū)體 顆粒。在上述S3步驟中，所述鋰源溶液為將一鋰鹽或氫氧化鋰(LiOH)溶于一溶劑中形 成。該鋰鹽為一可溶性鋰鹽，可為碳酸鋰、硫酸鋰、硝酸鋰或氯化鋰等，且并不限于該所列 舉的幾種。所述溶劑可為水、乙醇或丙酮等。該溶劑優(yōu)選為水，且該水優(yōu)選為去離子水或 蒸餾水，從而避免引入其它雜質(zhì)元素。所述還原劑可為抗壞血酸、氯化亞錫、硼氫化鈉或碳 熱還原劑，優(yōu)選為碳熱還原劑，其為可溶于上述溶劑中的還原性有機(jī)化合物，該類(lèi)有機(jī)化 合物均可裂解成碳，該碳熱還原劑按照鋰元素、磷元素與碳元素的摩爾比為1 1 1 1.2 1 1.3的比例均勻混合。所述碳熱還原劑可為蔗糖、葡萄糖、酚醛樹(shù)脂、聚丙烯酸、 聚丙烯腈、聚乙二醇或聚乙烯醇等。本實(shí)施例中，該鋰源溶液為氫氧化鋰溶液，該還原劑為 蔗糖。為使上述鋰源溶液、還原劑和釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒均勻混合，可進(jìn)一步攪 拌該混合漿料一定時(shí)間，具體為通過(guò)球磨、機(jī)械攪拌、磁力攪拌或超聲分散等方法攪拌該混 合漿料。本實(shí)施例為通過(guò)球磨方式球磨該混合漿料2小時(shí)。在上述S4步驟中，干燥上述混合漿料以使其中的水分完全蒸發(fā)掉，之后直接進(jìn)行 所述熱處理過(guò)程。該熱處理的條件具體為在一惰性氣體的氛圍中，在500°C 850°C的溫 度下加熱所述干燥后的混合漿料8小時(shí) 40個(gè)小時(shí)，從而使該干燥后的混合漿料在還原劑 的作用下發(fā)生還原反應(yīng)，以形成釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料。本實(shí)施例為在700°C的氮?dú)獗?護(hù)氛圍下加熱16個(gè)小時(shí)。請(qǐng)參閱圖3，在該高溫加熱的過(guò)程中，所述碳熱還原劑，即蔗糖便 發(fā)生裂解產(chǎn)生碳，所述釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒中的三價(jià)鐵離子(Fe3+)被該碳還原形成亞鐵離子(Fe2+)，五價(jià)釩離子(V5+)完全還原成三價(jià)釩離子(V3+)并與鋰源發(fā)生反應(yīng)，形成釩 摻雜的磷酸鐵鋰，該高溫?zé)崽幚磉^(guò)程中生成的碳也可起到抑制晶粒長(zhǎng)大和團(tuán)聚的作用，從 而使最終形成的釩摻雜的磷酸鐵鋰顆粒粒徑較小且分散性較好，且若該碳有殘余，該殘余 的碳可包覆在釩摻雜的磷酸鐵鋰顆粒的表面，從而可進(jìn)一步提高釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材 料的電子導(dǎo)電性。同時(shí)，由于所述釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒具有粒徑小、球形或類(lèi)球形等 特點(diǎn)，因此通過(guò)該釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒反應(yīng)生成的釩摻雜的磷酸鐵鋰顆粒也具有粒 徑小、球形或類(lèi)球形的特點(diǎn)。由于通過(guò)上述控制結(jié)晶_還原法制備的釩摻雜的磷酸鐵鋰顆粒具有粒徑小、分散 性好、球形或類(lèi)球形的特點(diǎn)，從而有利于其作為鋰電池電極材料時(shí)，堆積密度的提高，且縮 短了鋰離子在固相顆粒中的擴(kuò)散路程。且該整個(gè)制備過(guò)程所需時(shí)間較短，有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè) 化生產(chǎn)。請(qǐng)參閱圖4為釩摻雜3%的磷酸鐵鋰電極材料在2. 5 4. 2伏的電壓范圍內(nèi)，在1C 倍率下的循環(huán)性能曲線。從圖中可以看出，釩摻雜3%的磷酸鐵鋰電極材料在1C倍率下的 首次充放電比容量為135. 3mAh/g,50次循環(huán)后可逆比容量下降為124. 4mAh/g，表明釩摻雜 的磷酸鐵鋰電極材料在1C倍率下不但擁有較高的比容量而且還保持優(yōu)異的循環(huán)性能。請(qǐng) 參閱圖5，本實(shí)施例測(cè)量出了未經(jīng)摻釩的磷酸鐵鋰材料與摻雜釩1%、3%和5%的磷酸鐵鋰 材料的XRD譜圖，該譜圖顯示釩摻雜的磷酸鐵鋰材料與純相的磷酸鐵鋰譜圖一致，沒(méi)有雜 峰出現(xiàn)，表明經(jīng)過(guò)摻釩的磷酸鐵鋰材料中的釩被完全摻雜到鐵位，沒(méi)有額外的其它材料形 成。另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其他變化，當(dāng)然，這些依據(jù)本發(fā)明精 神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍之內(nèi)。
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權(quán)利要求
一種鋰電池電極材料的制備方法，其包括以下步驟提供一釩源、鐵鹽和一磷源，將所述釩源、鐵鹽和磷源溶于一溶劑中，以形成一混合液；在上述混合的過(guò)程中，調(diào)節(jié)該混合液的PH值為1.5～5，使該混合液發(fā)生反應(yīng)以形成釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒；提供一鋰源溶液和一還原劑，將該鋰源溶液、上述釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒和還原劑均勻混合，以形成一混合漿料；干燥并熱處理該混合漿料，從而形成釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，所述釩源中釩元素 的摩爾分?jǐn)?shù)為所形成的釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料的 8%。
3.如權(quán)利要求1所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，按照釩元素與鐵元 素的摩爾數(shù)之和與磷元素的摩爾數(shù)之比為1 0.8 1 1.2的比例將所述釩源、鐵鹽和 磷源溶于所述溶劑中。
4.如權(quán)利要求1所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，控制所述釩源、鐵鹽 和磷源形成的混合液的反應(yīng)溫度為25°C 50°C，反應(yīng)時(shí)間為40分鐘至2小時(shí)。
5.如權(quán)利要求1所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，進(jìn)一步向所述釩源、 鐵鹽和磷源形成的混合液中添加多個(gè)微顆粒填料，并使該多個(gè)微顆粒填料與上述混合液均 勻混合。
6.如權(quán)利要求5所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，所述微顆粒填料由 不溶于上述溶劑且不與上述鐵鹽和磷源發(fā)生反應(yīng)的硬質(zhì)材料組成。
7.如權(quán)利要求6所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，所述微顆粒填料的 材料為陶瓷、石英及玻璃中的一種或者幾種。
8.如權(quán)利要求5所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，該微顆粒填料的顆 粒直徑為20微米 1毫米。
9.如權(quán)利要求5所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，該多個(gè)微顆粒填料 的體積占上述混合液的體積的15% 50%。
10.如權(quán)利要求5所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，采用攪拌方式使所 述混合液和多個(gè)微顆粒填料均勻混合。
11.如權(quán)利要求10所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，所述攪拌功率為 50 60瓦/升。
12.如權(quán)利要求1所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，所述釩源為偏釩酸 銨、五氧化二釩、二氧化釩或四氯化釩等。
13.如權(quán)利要求1所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，所述還原劑為碳熱 還原劑。
14.如權(quán)利要求13所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，按照鋰元素、磷元 素與碳元素的摩爾比為1 1 1 1.2 1 1.3的比例將該鋰源溶液、上述釩摻雜的 磷酸鐵前驅(qū)體顆粒和碳熱還原劑均勻混合。
15.如權(quán)利要求1所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，在形成釩摻雜的磷 酸鐵前驅(qū)體顆粒之后，進(jìn)一步包括在一惰性氣體的氛圍下，在400°C 700°C的溫度范圍內(nèi)加熱所述釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒2小時(shí) 24小時(shí)，從而形成無(wú)水的釩摻雜的磷酸鐵前 驅(qū)體顆粒的步驟。
16.如權(quán)利要求1所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，熱處理該混合漿料 的方法為在一惰性氣體的氛圍中，在500°C 850°C的溫度下加熱所述混合漿料8小時(shí) 40個(gè)小時(shí)。
17.—種鋰電池電極材料的制備方法，其包括以下步驟提供一釩源、一鐵鹽和一磷源，并將該釩源、鐵鹽和磷源按照釩元素與鐵元素的摩爾數(shù) 之和與磷元素的摩爾數(shù)之比為1 0.8 1 1.2的比例溶于一溶劑中以形成一混合液； 將上述混合液按照100毫升/小時(shí) 150毫升/小時(shí)的流量連續(xù)輸入到一反應(yīng)器中； 調(diào)節(jié)該混合液的PH值為1. 5 5，反應(yīng)器的溫度為25°C 50°C，混合液在反應(yīng)器中的 反應(yīng)時(shí)間為40分鐘至2小時(shí)，從而形成釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒；提供一鋰源溶液和一碳熱還原劑，將該鋰源溶液、上述磷酸鐵前驅(qū)體顆粒和碳熱還原 劑按照鋰元素、磷元素與碳元素的摩爾比為1 1 1 1.2 1 1.3的比例均勻混合， 以形成一混合漿料；干燥并熱處理該混合漿料。
18.如權(quán)利要求17所述的鋰電池電極材料的制備方法，其特征在于，進(jìn)一步向所述混 合液中添加多個(gè)微顆粒填料，并使該多個(gè)微顆粒填料與上述混合液均勻混合。
全文摘要
一種鋰電池電極材料的制備方法，其包括以下步驟提供一釩源、鐵鹽和一磷源，將所述釩源、鐵鹽和磷源溶于一溶劑中，以形成一混合液；在上述混合的過(guò)程中，調(diào)節(jié)該混合液的pH值為1.5～5，使該混合液發(fā)生反應(yīng)以形成釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒；提供一鋰源溶液和一還原劑，將該鋰源溶液、上述釩摻雜的磷酸鐵前驅(qū)體顆粒和還原劑均勻混合，以形成一混合漿料；干燥并熱處理該混合漿料，從而形成釩摻雜的磷酸鐵鋰電極材料。
文檔編號(hào)H01M4/1397GK101859897SQ20101019105
公開(kāi)日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月3日
發(fā)明者何向明, 姜長(zhǎng)印, 應(yīng)皆榮, 李建軍, 楊改, 高劍 申請(qǐng)人:清華大學(xué);鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司