一種一水磷酸亞鐵鋰的製備方法

2023-10-05 00:27:29

專利名稱：一種一水磷酸亞鐵鋰的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種一水磷酸亞鐵鋰的製備方法。
背景技術：
磷酸亞鐵鋰是一種新型鋰離子電池陽極材料。利用目前製備方法製備所得的磷酸 亞鐵鋰普遍存在導電性能差的問題，如何對磷酸亞鐵鋰製備進行改進，從而實現增加磷酸亞鐵鋰材料與電解液的接觸面積，縮短鋰離子的擴散途徑，這對提高磷酸亞鐵鋰材料性能，適應動力電池的需要具有重要意義。因此，應該提供一種新的工藝技術解決上述問題。

發明內容
本發明的目的是提供一種一水磷酸亞鐵鋰的製備方法。本發明採用的技術方案是一種一水磷酸亞鐵鋰的製備方法，其特徵在於包括如下步驟
(1)、採用可溶性亞鐵鹽與磷酸混合配成亞鐵鹽磷酸混合溶液，亞鐵鹽磷酸混合溶液的磷鐵比為P: Fe=I-L 02:1，亞鐵鹽磷酸混合溶液的濃度為P :0. 2-0. 82mol/L, Fe 0.2-0. 8mol/L ；
(2)、將一水氫氧化鋰溶於純水配成氫氧化鋰溶液，控制氫氧化鋰溶液的濃度為0. 6-2. 5 mol/L ；
(3)、在帶攪拌和加熱回流裝置的三口燒瓶中加入純水並攪拌加熱至沸騰，常壓回流狀態下邊攪拌邊往三口燒瓶中同步滴加步驟(I)和步驟(2)製備的亞鐵鹽磷酸混合溶液和氫氧化鋰溶液，並控制在20-120分鐘內同時加完，氫氧化鋰溶液的加入量為Li :P=3:1，三口燒瓶初始加入的純水量為氫氧化鋰溶液體積的I. 5-2. 5倍；
(4)、亞鐵鹽磷酸混合溶液以及氫氧化鋰溶液同步滴加完後繼續攪拌回流2-8小時，然後進行固液分離，並採用40— 60°C純水洗漆；
(5)、將步驟(4)洗滌後的固體進行烘乾，控制烘乾溫度為80—150°C，得一水磷酸亞鐵鋰固體。所述可溶性亞鐵鹽為硫酸亞鐵、硝酸亞鐵、氯化亞鐵、醋酸亞鐵中的一種或多種。本發明的優點是本發明把市售鋰源、磷源和鐵源進行液相常壓加熱回流反應，從而得到一水磷酸亞鐵鋰。原材料易得，易操作，能耗低，工藝易控制。由一水磷酸亞鐵鋰很容易製備磷酸亞鐵鋰，與現有的磷酸亞鐵鋰的製備方法相比工藝路線大大縮短，操作步驟大為簡化。另外，使用一水磷酸亞鐵鋰為原料生產磷酸亞鐵鋰，在進行高溫燒結時結晶水脫出，使得到的磷酸亞鐵鋰具有許多空隙，這些空隙有利於加大磷酸亞鐵鋰材料與電解液的接觸面積，同時也有效縮短了鋰離子的擴散途徑。
具體實施例方式以下實施例只是用來舉例說明本發明一種一水磷酸亞鐵鋰的製備方法，但並不局限於下述實施例包括的內容。實施例I
稱取55. 6g七水硫酸亞鐵和23. 3g質量濃度為85%的磷酸溶於純水配成400mL硫酸亞鐵磷酸混合溶液，稱取25. 4g 一水氫氧化鋰溶於純水配成400mL氫氧化鋰溶液，再在帶攪拌和加熱回流裝置的2000mL的三口燒瓶中加入SOOmL純水並攪拌加熱至沸騰，然後保持攪拌和回流狀態同時往三口中滴加硫酸亞鐵磷酸混合液和氫氧化鋰溶液，控制60分鐘同時滴加完，加完後繼續攪拌回流4小時，然後固液分離，並採用50°C純水洗滌，洗滌後的固體在100 V溫度下烘乾得一水磷酸亞鐵鋰固體。實施例2
稱取22. 24g七水硫酸亞鐵和9. 41g質量濃度為85%的磷酸溶於純水配成400mL硫酸亞鐵磷酸混合溶液，稱取10. 27g 一水氫氧化鋰溶於純水配成400mL氫氧化鋰溶液，再在帶 攪拌和加熱回流裝置的2000mL的三口燒瓶中加入600mL純水並攪拌加熱至沸騰，然後保持攪拌和回流狀態同時往三口中滴加硫酸亞鐵磷酸混合液和氫氧化鋰溶液，控制20分鐘同時滴加完，加完後繼續攪拌回流2小時，然後固液分離，並採用40°C純水洗滌，洗滌後的固體在150°C溫度下烘乾得一水磷酸亞鐵鋰固體。實施例3
稱取88. 96g七水硫酸亞鐵和36. 89g質量濃度為85%的磷酸溶於純水配成400mL硫酸亞鐵磷酸混合溶液，稱取40. 26g 一水氫氧化鋰溶於純水配成400mL氫氧化鋰溶液,再在帶攪拌和加熱回流裝置的2000mL的三口燒瓶中加入IOOOmL純水並攪拌加熱至沸騰，然後保持攪拌和回流狀態同時往三口中滴加硫酸亞鐵磷酸混合液和氫氧化鋰溶液，控制120分鐘同時滴加完，加完後繼續攪拌回流8小時，然後固液分離，並採用60°C純水洗滌，洗滌後的固體在80 V溫度下烘乾得一水磷酸亞鐵鋰固體。實施例4
稱取55. 68g醋酸亞鐵和36. 89g質量濃度為85%的磷酸溶於純水配成400mL醋酸亞鐵磷酸混合溶液，稱取40. 26g 一水氫氧化鋰溶於純水配成400mL氫氧化鋰溶液，再在帶攪拌和加熱回流裝置的2000mL的三口燒瓶中加入IOOOmL純水並攪拌加熱至沸騰，然後保持攪拌和回流狀態同時往三口中滴加醋酸亞鐵磷酸混合液和氫氧化鋰溶液，控制120分鐘同時滴加完，加完後繼續攪拌回流8小時，然後固液分離，並採用60°C純水洗滌，洗滌後的固體在80°C溫度下烘乾得一水磷酸亞鐵鋰固體。實施例5
稱取15. 92g四水氯化亞鐵和9. 41g質量濃度為85%的磷酸溶於純水配成400mL氯化亞鐵磷酸混合溶液，稱取10. 27g 一水氫氧化鋰溶於純水配成400mL氫氧化鋰溶液，再在帶攪拌和加熱回流裝置的2000mL的三口燒瓶中加入600mL純水並攪拌加熱至沸騰，然後保持攪拌和回流狀態同時往三口中滴加氯化亞鐵磷酸混合液和氫氧化鋰溶液，控制20分鐘同時滴加完，加完後繼續攪拌回流2小時，然後固液分離，並採用40°C純水洗滌，洗滌後的固體在150°C溫度下烘乾得一水磷酸亞鐵鋰固體。實施例6
稱取57. 6g六水硝酸亞鐵和23. 3g質量濃度為85%的磷酸溶於純水配成400mL硝酸亞鐵磷酸混合溶液，稱取25. 4g 一水氫氧化鋰溶於純水配成400mL氫氧化鋰溶液，再在帶攪拌和加熱回流裝置的2000mL的三口燒瓶中加入SOOmL純水並攪拌加熱至沸騰，然後保持攪拌和回流狀態同時往三口中滴加硝酸亞鐵磷酸混合液和氫氧化鋰溶液，控制60分鐘同時滴加完，加完後繼續攪拌回流4小時，然後固 液分離，並採用50°C純水洗滌，洗滌後的固體在100 V溫度下烘乾得一水磷酸亞鐵鋰固體。
權利要求
1.一種一水磷酸亞鐵鋰的製備方法，其特徵在於包括如下步驟 (1)、採用可溶性亞鐵鹽與磷酸混合配成亞鐵鹽磷酸混合溶液，亞鐵鹽磷酸混合溶液的磷鐵比為P: Fe=I-L 02:1，亞鐵鹽磷酸混合溶液的濃度為P :0. 2-0. 82mol/L, Fe 0.2-0. 8mol/L ； (2)、將一水氫氧化鋰溶於純水配成氫氧化鋰溶液，控制氫氧化鋰溶液的濃度為0. 6-2. 5 mol/L ； (3)、在帶攪拌和加熱回流裝置的三口燒瓶中加入純水並攪拌加熱至沸騰，常壓回流狀態下邊攪拌邊往三口燒瓶中同步滴加步驟(I)和步驟(2)製備的亞鐵鹽磷酸混合溶液和氫氧化鋰溶液，並控制在20-120分鐘內同時滴加完，氫氧化鋰溶液的加入量為Li :P=3:1，三口燒瓶初始加入的純水量為氫氧化鋰溶液體積的I. 5-2. 5倍； (4)、亞鐵鹽磷酸混合溶液和氫氧化鋰溶液同步滴加完後繼續攪拌回流2-8小時，然後進行固液分離，並採用40— 60°C純水洗滌； (5)、將步驟(4)洗滌後的固體進行烘乾，控制烘乾溫度為80—150°C，得一水磷酸亞鐵鋰固體。
2.根據權利要求I所述的一種一水磷酸亞鐵鋰的製備方法，其特徵在於步驟(I)中所述可溶性亞鐵鹽為硫酸亞鐵、硝酸亞鐵、氯化亞鐵、醋酸亞鐵中的一種或多種。
全文摘要
本發明公開了一種一水磷酸亞鐵鋰的製造方法。其依次包括採用可溶性亞鐵鹽與磷酸混合配成亞鐵鹽磷酸混合溶液；氫氧化鋰配成氫氧化鋰溶液；在三口燒瓶中加入純水加熱常壓回流狀態下邊攪拌邊同步滴加亞鐵鹽磷酸混合溶液和氫氧化鋰兩種溶液；亞鐵鹽磷酸混合溶液和氫氧化鋰兩種溶液同步滴加完後繼續攪拌加熱回流2-8小時，然後進行固液分離和洗滌；將上述洗滌後的固體進行烘乾得一水磷酸亞鐵鋰。本發明的優點是本發明把市售鋰源、磷源和鐵源進行液相常壓加熱回流反應，從而得到一水磷酸亞鐵鋰。原材料易得，易操作，能耗低。由一水磷酸亞鐵鋰很容易製備磷酸亞鐵鋰，與現有的磷酸亞鐵鋰的製備方法相比工藝路線大大縮短，操作步驟大為簡化。
文檔編號H01M4/58GK102683699SQ201210157159
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月21日 優先權日2012年5月21日
發明者何國端, 李南平, 江迎娣 申請人:海門容匯通用鋰業有限公司