一种新型可灵活提高磷酸铁铁磷比的方法与流程

本发明属于新能源电池材料领域，具体涉及一种灵活铁磷比磷酸铁的网状多空纳米材料及其制备方法。
背景技术：
：随着社会经济的飞速发展，人类对能源的需求日益增长，迫于化石资源匮乏和环境污染的压力，近年来，以太阳能、风能、氢能为代表的新能源技术成为各国研究热点，受到人们的重视和青睐。新能源的收集和利用离不开能量存储转化装置，电化学储能相比于机械储能、电磁储能和相变储能具有效率高、成本低、安全方便等特点，已发展成为当前主要的储能技术。其中，锂离子电池作为最重要的电化学储能装置代表之一，因具有工作电压高、能量密度高、无记忆效应、自放电小、循环寿命长、对环境友好等特点，广泛应用于电子产品、航空航天、军事军工等众多领域。磷酸铁是生产磷酸铁锂的重要原料，电池材料厂家普遍采用磷酸铁和锂盐高温固相法生产磷酸铁锂。随着国家对新能源汽车的推广应用和储能电池的发展，磷酸铁锂的需求量将急剧增长，相应的原料磷酸铁需求量也呈爆发式增长，磷酸铁锂的性能很大程度上依赖于磷酸铁产品，高铁磷比，高比表面，低杂质磷酸铁有利于高能量密度磷酸铁锂电池的制备。目前磷酸铁锂整个产业链利润空间小，磷酸铁原料企业要想在竞争激烈的市场环境下生存，必须要做到两点，一是降低原辅料成本，二是提升产品质量。目前多数磷酸铁企业产品铁磷比在0.96-0.97，大部分下游客户对电池级磷酸铁要求铁磷比0.97以上，因此，低成本高铁磷比的磷酸铁才有市场竞争力。较低的铁磷比一直是磷酸铁企业普遍存在的问题。如何在保持较低成本和较低杂质元素的前提下，提高磷酸铁的铁磷比，比表面，是磷酸铁行业研究的热点，也是发展新一代磷酸铁锂电池的趋势。技术实现要素：本发明的目的是针对以上问题，通过溶剂热法，洗涤，老化，干燥，烧结，制备的磷酸铁材料兼具高铁磷比，大比表面积和低杂质的特性。本方法具有简单易操作、性能优异、重现性好、无污染、产品纯度高等特点，并且非常适合制备各种金属氧化物材料。本发明的技术方案：以硫酸亚铁为铁源，磷酸作为磷源，以双氧水作为氧化剂，以磷酸氢二氨作为缓冲剂，采用简单的溶剂热合成，进行简单洗涤，打浆，老化，烧结，获得兼具高铁磷比，大比表面积和低杂质的球形纳米材料。附图说明图1为球形纳米结构磷酸铁制备工艺流程图。图2为实施例1-3制备的磷酸铁扫描电镜照片。图3为实施例1-3制备的磷酸铁xrd图。具体实施方式为进一步了解本发明的
发明内容与特点，下面给出本发明的13个最佳实施例，但本发明所保护范围不限于此。下述实施例中的实验方法，如无特别说明，均为常规方法。实施例1本发明的一种新型可灵活提高磷酸铁铁磷比的方法工艺路线1为：(1)按照摩尔化学计量比为1.02/1的比例分别称取磷酸盐溶液（磷酸溶液和磷酸氢二铵）和硫酸亚铁溶液，将磷盐30分钟内滴加到亚铁溶液中；(2)将步骤(1)所得的溶液打入一洗压滤机中，电导率洗涤到500us/cm和正常工艺的二洗滤饼按照投料批比例1/1（0.2/1至20/1）进行湿法混合；(3)洗涤到正常二洗水平，干燥烧结，得到低杂质铁磷比为0.9884的球形纳米磷酸铁，铁锂性能也得到了客户验证，0.1c充放电比容量163mah/g和159mah/g，首效97.6％，事实说明，此方法提高铁磷比非常有利于铁锂性能的提升。对所得的磷酸铁电子显微和xrd分析，图2（a-c）可知该磷酸铁呈球形纳米结构，直径10－150nm，图3样品的xrd图，表明得到的产物为fepo4(jcpds卡片号：29-0715)。直接对一洗滤饼烧结铁磷比1.02，大于1，而对二洗滤饼直接烧结铁磷比0.969，同一温度烧结两种物料xrd无明显差异，因此理论上按照不同比例将一洗滤饼和二洗滤饼混合可以得到在0.969－1.02之间的任意比例铁磷比的磷酸铁。该工艺路线相当于减少了一洗之后的打浆老化工序，省了2个工序，减少了水和磷酸的使用量，降低成本，各项杂质元素都在3ppm以内，提高了铁磷比。表一杂质元素含量（ppm）alconicrcacukmgnapbznmncdtis6.630.622.615.919.7906.7519.854.682.6123.5625.700.4519.1723.6实施例2本发明的一种新型可灵活提高磷酸铁铁磷比的方法工艺路线2为：(1)按照摩尔化学计量比为1.02/1的比例分别称取磷酸盐溶液（磷酸溶液和磷酸氢二铵）和硫酸亚铁溶液，将磷盐30分钟内滴加到亚铁溶液中；(2)将步骤(1)所得的溶液打入一洗压滤机中，一洗电导率洗涤到1.3ms/cm，正常进行到老化完成，加入氨水调节ｐh为5（5－7）；(3)洗涤到正常二洗水平，干燥烧结，得到铁磷比为0.9899的球形纳米磷酸铁。对所得的磷酸铁电子显微和xrd分析，图2（d-f）可知该磷酸铁呈球形纳米结构，直径10－150nm，图3样品的xrd图，表明得到的产物为fepo4(jcpds卡片号：29-0715)。实施例3本发明的一种新型可灵活提高磷酸铁铁磷比的方法工艺路线3为：(1)工艺路线1按照0.5/1的一洗和二洗滤饼比例湿法混合后，再用氨水调节ｐh为5；(2)洗涤到正常二洗水平，干燥烧结，得到铁磷比为0.9901的球形纳米磷酸铁。对所得的磷酸铁电子显微和xrd分析，图2（g-i）可知该磷酸铁呈球形纳米结构，直径10－150nm，图3样品的xrd图，表明得到的产物为fepo4(jcpds卡片号：29-0715)。实施例4与实施例1相比除了一洗滤饼和二洗滤饼比例不同（比例为1.5/1）不同，其余和实施例1相同。实施例5与实施例1相比除了一洗滤饼和二洗滤饼比例不同（比例为20/1），其余和实施例1相同。实施例6与实施例2相比除了老化完成后的ph不同（ph为5.5），其余和实施例2相同。实施例7与实施例2相比除了老化完成后的ph不同（ph为6），其余和实施例2相同。实施例8与实施例2相比除了老化完成后的ph不同（ph为7），其余和实施例2相同。实施例9与实施例3相比除了一洗滤饼和二洗滤饼比例不同（比例为0.8/1），其余和实施例3相同。实施例10与实施例3相比除了一洗滤饼和二洗滤饼比例不同（比例为0.2/1），其余和实施例3相同。实施例11与实施例3相比除了老化完成后的ph不同（ph为5．5），其余和实施例3相同。实施例12与实施例3相比除了老化完成后的ph不同（ph为6.0），其余和实施例3相同。实施例13与实施例3相比除了老化完成后的ph不同（ph为7.0），其余和实施例3相同。当前第1页1 2 3 

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除