一种Mg、Ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料、锂电池及其制备方法和应用与流程
技术特征:
1.一种mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述锂盐采用碳酸锂或者氢氧化锂;所述铁源和磷源材料采用磷酸二氢铵与二水合草酸亚铁的混合物或者采用磷酸铁。
3.根据权利要求2所述的mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,所述锂盐、铁源和磷源材料分别采用碳酸锂、磷酸二氢铵和二水合草酸亚铁,碳酸锂、磷酸二氢铵和二水合草酸亚铁的质量比为3:2:1。
4.根据权利要求1所述的mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中研磨时间为4~6h,烧结温度为400~600℃,烧结时间为5~8h。
5.根据权利要求1所述的mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述镁源材料采用四水合乙酸镁;所述钛源材料采用钛酸四丁酯;所述碳源材料采用蔗糖或者葡萄糖。
6.根据权利要求5所述的mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中,按质量份数计,添加有95~99份前驱体材料、1~5份四水合乙酸镁、1~5份钛酸四丁酯、0.5~1份蔗糖。
7.根据权利要求6所述的mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,所述四水合乙酸镁与钛酸四丁酯的质量比为1:1。
8.根据权利要求1所述的mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中研磨时间为4~6h,烧结温度为600~800℃,烧结时间为10~12h。
9.根据权利要求1所述的mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料的制备方法,其特征在于,所述分子筛采用200~300目分子筛。
10.一种采用权利要求1~9中任一项所述的方法制备的mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料,其特征在于,所述mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料的化学式为(lixmgy)(fextiy)po4/c,其中0.95≤x<1,0<y≤0.05。
11.一种正极极片,其特征在于,包含采用权利要求1~9中任一项所述的方法制备的mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料,或者如权利要求10所述的mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料。
12.一种如权利要求11所述的正极极片的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:将mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料、导电碳黑、粘合剂聚偏氟乙烯按照93:3:4的质量比进行混合,用n-甲基吡咯烷酮作溶剂,调制成浆料后均匀涂敷在铝箔的表面,干燥后辊压成所需厚度,制得所述正极极片。
13.一种如权利要求1~9中任意一项所述的制备方法制得的mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料,或者如权利要求10中所述的mg、ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料,或者如权利要求11中所述的正极极片,或者如权利要求12中所述的制备方法制得的正极极片在锂离子电池中的应用。
14.一种扣式锂离子电池,其特征在于,包含正极片、负极片、隔膜和电解液,其中所述正极片采用如权利要求11所述的正极极片或者如权利要求12所述的制备方法制得的正极极片。
技术总结
本发明涉及锂离子电池技术领域,特别是涉及一种Mg、Ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料、锂电池及其制备方法和应用。制备方法包括以下步骤:将锂盐、磷源和铁源材料混合,置于高能球磨机中研磨,在氮气保护下烧结,得到磷酸铁锂前驱体材料;将该前驱体材料与镁源材料、钛源材料以及碳源材料混合,以无水乙醇作为介质,置于高能球磨机中研磨,在氮气保护下烧结,冷却至室温,用分子筛过筛,得到Mg、Ti离子复合掺杂磷酸铁锂正极材料。本发明通过复合掺杂Mg、Ti离子增加磷酸铁锂的结构稳定性,改善锂离子迁移率和电子电导率,提高材料的循环性,可有效解决现有磷酸铁锂正极材料锂离子迁移率和电子电导率较低以及电池倍率性能和低温性能差的技术问题。
技术研发人员:石亚宁
受保护的技术使用者:江苏耀宁新能源创新科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/14
技术研发人员:石亚宁
技术所有人:江苏耀宁新能源创新科技有限公司
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