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1、(10)申请公布号 CN 102881900 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 1 9 0 0 A *CN102881900A* (21)申请号 201210362211.0 (22)申请日 2012.09.26 H01M 4/58(2010.01) (71)申请人江苏国泰锂宝新材料有限公司 地址 215600 江苏省苏州市张家港市经济开 发区（国泰北路33号）江苏国泰锂宝新 材料有限公司 (72)发明人蒋华锋 骆宏钧 (74)专利代理机构南京苏科专利代理有限责任 公司 32102 代理人黄春松 (54) 发明名称 一种电池级磷酸锂复合材料的制备方法 (。
2、57) 摘要 本发明公开了一种电池级磷酸锂复合材料的 制备方法，包括以下步骤：将锂源和磷源加入到 去离子水中进行充分混合研磨28小时，所述锂 源和磷源的摩尔比为（0.971.03）（0.97 1.03）；然后进行喷雾干燥得到球形磷酸锂复合物 前驱物；接着将球形磷酸锂复合物前驱物在空气 或氧气气氛下进行高温烧结，烧结温度为500 700，烧结416小时后得到电池级磷酸锂复合 材料；所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂中的 一种或几种；所述磷源为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸 氢二铵、磷酸铵中的一种或几种。本发明所述的 制备方法反应条件温和、设备可靠性好、无废液污 染。 (51)Int.Cl. 权利要求书1。
3、页 说明书3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 1/1页 2 1.一种电池级磷酸锂复合材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将锂源和磷 源加入到去离子水中进行充分混合研磨28小时，所述锂源和磷源的摩尔比为（0.97 1.03）：（0.971.03）；然后进行喷雾干燥得到球形磷酸锂复合物前驱物；接着将球形磷 酸锂复合物前驱物在空气或氧气气氛下进行高温烧结，烧结温度为500700，烧结4 16小时后得到电池级磷酸锂复合材料；所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂中的一种或 几种；所述磷源为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵中的一种或。
4、几种。 2.根据权利要求1所述的一种电池级磷酸锂复合材料的制备方法，其特征在于：所述 去离子水的用量为锂源和磷源总重量的40150。 3.根据权利要求1或2所述的一种电池级磷酸锂复合材料的制备方法，其特征在于： 控制喷雾干燥过程中的进口温度为200350，出口温度为100150，雾化盘转速为 600020000转/分。 4.根据权利要求1或2所述的一种电池级磷酸锂复合材料的制备方法，其特征在于： 高温烧结过程中所用空气或氧气的进气量为1030立方米/小时。 权 利 要 求 书CN 102881900 A 1/3页 3 一种电池级磷酸锂复合材料的制备方法 技术领域 0001 本发明涉及一种磷酸锂。
5、复合材料的制备方法。 背景技术 0002 自1997年首次报道橄榄石磷酸亚铁具有可逆脱嵌锂功能以来，橄榄石型磷酸盐 类嵌锂材料LiMPO 4 （M=Mn,Fe,Co,Li）因其较高的结构稳定性，作为一种新型的锂离子电池 阴极材料，LiMPO 4 同系物特别是LiFePO 4 得到了广泛关注和深入研究。在动力电池领域，对 电池材料有非常苛刻的要求，第一个就是安全性，由于LiFeMO 4 本身结构的稳定性，在高温 下不释放氧气，彻底杜绝了传统正极材料所带来的安全性问题，提高了动力电池的安全性； 其次是优良的电化学性能，而且材料通过碳包覆和金属离子掺杂后具有优异的倍率特性， 由于磷酸根良好的结构稳定。
6、性，理论上可以做到2000次的循环寿命，特别适合各种大功率 电器用电池及汽车等动力电池，目前磷酸盐材料被公认为是最适合做动力电池材料的首选 材料。 0003 目前低成本磷酸铁锂（LiFePO 4 ）的合成主要采用氧化铁的工艺路线，其采用氧化 铁、磷酸二氢锂和碳源作为原材料，而磷酸二氢锂对磷酸铁锂的合成至关重要，锂磷比是最 重要的一个指标。 0004 目前磷酸二氢锂采用结晶法制备，其工艺过程如下：将氢氧化锂或者碳酸锂加入 到稀释的磷酸溶液中，在常压下煮沸30分钟除去溶液中的二氧化碳，然后补加适量的磷酸 将溶液的pH值调至13，用活性炭吸附溶液中的有机物后过滤得到磷酸二氢锂溶液，利用 蒸汽加热将磷。
7、酸二氢锂的浓度浓缩至400800g/l，然后通过冷却水冷却使溶液降至30 40，将其脱水得到磷酸二氢锂粗产品，再加入磷酸二氢锂饱和溶液洗涤，然后脱水，反复 26次；最后将磷酸二氢锂在80120进行干燥得到高纯磷酸二氢锂。 0005 上述制备方法存在的缺点是：生产过程繁琐；反应过程中温度高、酸性强、对设备 有很大的腐蚀性；同时为了洗掉磷酸二氢锂中的杂质，需要耗费大量的水资源，产生大量的 废液，对环境污染严重。 发明内容 0006 本发明的目的是提供一种反应条件温和、设备可靠性好、无废液污染的电池级磷 酸锂复合材料的制备方法。 0007 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。 0008 所述的。
8、电池级磷酸锂复合材料的制备方法，包括以下步骤：将锂源和磷源加入到 去离子水中进行充分混合研磨28小时，所述锂源和磷源的摩尔比为（0.971.03）： （0.971.03）；然后进行喷雾干燥得到球形磷酸锂复合物前驱物；接着将球形磷酸锂复合 物前驱物在空气或氧气气氛下进行高温烧结，烧结温度为500700，烧结416小时后 得到电池级磷酸锂复合材料；所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂中的一种或几种；所述 磷源为磷酸、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸铵中的一种或几种。 说 明 书CN 102881900 A 2/3页 4 0009 进一步的，前述的一种电池级磷酸锂复合材料的制备方法，其中，所述去离子水的 。
9、用量为锂源和磷源总重量的40150。 0010 进一步的，前述的一种电池级磷酸锂复合材料的制备方法，其中，控制喷雾干燥过 程中的进口温度为200350，出口温度为100150，雾化盘转速为600020000转 /分。 0011 进一步的，前述的一种电池级磷酸锂复合材料的制备方法，其中，高温烧结过程中 所用空气或氧气的进气量为1030立方米/小时。 0012 本发明的有益效果：采用高温固相法合成，与传统结晶法制备磷酸二氢锂的方法 相比，本发明所述方法的反应条件温和，不需要高酸性环境，设备可靠性好；而且无废液产 生，对环境无污染，制备的材料具有球形度好和振实密度高的优点，满足低成本高品质磷酸 铁锂。
10、的原料需求，有助于提高磷酸铁锂材料在电动车、电动工具、汽车42V电池、光伏储能 电池等大型动力电池方面的竞争力。 具体实施方式 0013 下面通过具体实施例对本发明作进一步说明。 0014 实施例1。 0015 取41.87g碳酸锂（纯度99.5%），129.07g磷酸二氢铵（化学纯）（锂源和磷源的摩尔 比值约为1.025:1），用70ml去离子水作为溶剂将碳酸锂和磷酸二氢铵均匀分散研磨8小时 后进行喷雾干燥；设定喷雾干燥参数，进口温度350，出口温度130，雾化盘转速10000 转/分，然后将喷雾干燥得到的球形物料在氧气中进行高温烧结，控制氧气流量为10立方 米/小时，烧结温度700，烧结6。
11、小时后得到电池级磷酸锂复合材料。 0016 实施例2。 0017 取47.31g氢氧化锂（纯度99.0%），148.10g磷酸氢二铵（化学纯）（锂源和磷源的 摩尔比值约为1.025:1），用290ml去离子水作为溶剂将氢氧化锂和磷酸氢二铵均匀分散研 磨2小时后进行喷雾干燥；设定喷雾干燥参数，进口温度300，出口温度120，雾化盘转 速20000转/分，然后将喷雾干燥得到的球形物料在空气中进行高温烧结，控制空气流量为 25立方米/小时，烧结温度为500，烧结16小时后得到电池级磷酸锂复合材料。 0018 实施例3。 0019 取19.91g碳酸锂（纯度99.5%），22.51g氢氧化锂（纯度99。
12、.0%），167.00g磷酸铵 （化学纯）（锂源和磷源的摩尔比值约为0.975:1），用300ml去离子水作为溶剂将碳酸锂、 氢氧化锂、以及磷酸铵均匀分散研磨4小时后进行喷雾干燥；设定喷雾干燥参数，进口温度 200，出口温度100，雾化盘转速8000转/分，然后将喷雾干燥得到的球形物料在氧气中 进行高温烧结，控制氧气流量为15立方米/小时，烧结温度为650，烧结10小时后得到电 池级磷酸锂复合材料。 0020 实施例4。 0021 取112.22g醋酸锂（分析纯），65.50g磷酸二氢铵（化学纯），65.00g工业磷酸（85% 质量浓度）（锂源和磷源的摩尔比值约为1:1），用200ml去离子水作为溶剂将醋酸锂、磷酸 二氢铵、以及工业磷酸均匀分散研磨6小时后进行喷雾干燥；设定喷雾干燥参数，进口温度 300，出口温度120，雾化盘转速12000转/分，然后将喷雾干燥得到的球形物料在空气 说 明 书CN 102881900 A 3/3页 5 中进行高温烧结，控制空气流量为20立方米/小时，烧结温度为600，烧结12小时后得到 电池级磷酸锂复合材料。 0022 以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。凡采用 同等变换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明的权利保护范围之内。 说 明 书CN 102881900 A 。