本發明涉及一種制備鋰離子電池正極材料的方法,特別是涉及一種以廉價碳酸亞鐵為鐵源制備納米級磷酸鐵鋰/碳復合正極材料的方法。
背景技術:磷酸鐵鋰(LiFePO4)是一種非常有前景的鋰離子電池正極材料,與傳統的鈷酸鋰(LiCoO2)、錳酸鋰(LiMn2O4)等正極材料相比,磷酸鐵鋰不含貴重元素,無環境污染;平臺特性好,電壓平穩;理論容量大(170mAh/g);結構穩定,高溫性能與熱穩定性優異,更加安全,是大容量、高功率鋰離子電池的首選正極材料,其產業化和普及應用對提高電池安全性,擴大鋰離子動力電池產業,促進鋰離子電池大型化、高功率化意義重大。目前,對磷酸鐵鋰正極材料的研究已日臻成熟,其由本身結構導致的導電性差和鋰離子擴散系數低等技術難點已通過碳包覆和金屬離子摻雜等方法得到有效解決,經表面修飾或摻雜后的磷酸鐵鋰,實際容量可高達165mAh/g,某些工業化材料已表現出能夠滿足實際需要的良好的循環和倍率性能。然而,多樣化的原料和稍復雜的生產工藝使磷酸鐵鋰在市場上沒有成本優勢,目前磷酸鐵鋰的市場價為10-17萬/噸,是錳酸鋰的3-4倍,高成本成為其產業發展道路上的又一障礙。選擇更為廉價的原料并開發相應的簡單的生產工藝是目前實現磷酸鐵鋰產業化和普及應用的關鍵。高溫固相法是目前最常用的磷酸鐵鋰生產方法,而三氧化二鐵和草酸亞鐵是最常用的鐵源,前者的市場價為0.8-1.5萬元/噸,后者市場價為1-2萬元/噸,而碳酸亞鐵的市場價遠低于這兩者(約2000元/噸),如能以碳酸亞鐵取代三氧化二鐵或草酸亞鐵做鐵源,將大大降低磷酸鐵鋰的生產成本,推動其產業化和普及應用的進程。
技術實現要素:本發明旨在解決上述問題,而提供一種以廉價鐵源制備的納米級磷酸鐵鋰/碳復合正極材料。該材料生產成本大幅降低,且顆粒細小均勻,導電性好,由該材料制備的鋰離子電池,可表現出良好的循環穩定性和高倍率性能,可應用于儲能設備,電動工具,輕型電動汽車等大中型器件。本發明的目的還在于提供該納米級磷酸鐵鋰/碳復合正極材料的制備方法。為實現上述目的,本發明提供一種以廉價碳酸亞鐵為鐵源制備的納米級磷酸鐵鋰/碳復合正極材料,相較于目前市場流通的磷酸鐵鋰,該材料的...