[00141282]锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研制

1、课题来源与背景 “锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研制”是新疆科技厅与2007年6月立项的自治区高技术计划项目（项目编号：200716117）。与2009年12月完成，并且与2010年4月通过了自治区科技厅组织的专家验收。 能源和环境是进入21世纪必须面对的两个严峻问题，作为能源的储存与转化的一种重要方式---化学电源在人们日常生活生产中已得到广泛的应用。正极材料是锂离子电池的关键材料之一。磷酸铁锂是近年来锂离子电池正极材料的研究前沿，因为相比其它正极材料而言具有原料来源广泛、价格低廉、无毒、对环境友好、放电电压平稳、理论容量和工作电压较高、循环性能和安全性能优异等特点，成为了最具发展前景的新一代锂离子电池正极材料。然而，磷酸铁锂材料具有较低的离子传导率和电子导电率，对合成工艺条件的敏感性较大以及低的振实密度等缺点，因此限制了其商业化的应用。　　2、技术原理与性能指标　　本技术利用机械活化结合碳热还原法、表面碳包覆、金属离子掺杂改性的原理，通过研究，已达了如下的性能指标： 1）粒径分布：1.5～5.0μm（D50）； 2）比表面积：12～15 m2/g； 3）初始放电容量：≥145 mAh/g（0.2C， 25°C）； 4）循环寿命：100%DOD条件下，充放电1000次，容量保持80%以上； 5）振实密度： ≥1.3 g/cm3。　　3、技术的创造性与先进性 1）采用碳热还原结合锌和钒离子掺杂的方法制备磷酸铁锂。 该方法有效提高了磷酸铁锂颗粒的离子电导率和电子电导率。 2）采用螯合剂辅助机械合金化法制备磷酸铁锂。 该方法制备出了分散性好、粒径小的前躯体，有利于提高磷酸铁锂材料的初始放电容量。 3）碳热还原一步法合成磷酸铁锂。 以Fe3+化合物为起始原料，利用碳的还原性在惰性气氛下一步合成了磷酸铁锂。该方法与二步合成法相比具有工艺简单、节能、无有害气体排放、材料性能稳定的特点。本技术达到国内领先水平。　　4、技术的成熟程度，适用范围和安全性　　本技术已完成实验室公斤级扩试，证明其成熟可靠，具有推广价值。适用在电极材料制备行业，方法安全，效益明显。　　5、应用情况及存在的问题 本项目已形成一套适合规模生产的成熟的磷酸铁锂制备工艺技术，正在新疆明达化工有限责任公司进行年产50吨规模的中试，并在相关企业进行转化。　　6、历年获奖情况 无