【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池材料，具体而言，涉及一种纳米磷酸铁及其制备方法、纳米磷酸铁锂正极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、磷酸铁锂是锂离子电池的重要正极材料，具有结构稳定性高、安全性能好、工作电压适中、平台特性好、理论容量大等优点，然而，目前磷酸铁锂存在颗粒不均匀，粒度大，比表面积小的问题。这导致了制作的电池体积比容量低，电化学性能差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种纳米磷酸铁及其制备方法、纳米磷酸铁锂正极材料及其制备方法和应用。
2、本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。
3、本专利技术提供一种纳米磷酸铁的制备方法，其包括：将铁源和磷源采用共沉淀法制得第一前驱体浆料，加入表面活性剂，在搅拌加热条件下，加入沉淀剂控制ph值，得到第二前驱体浆料，第二前驱体浆料经后处理，得到纳米磷酸铁，其中：表面活性剂包括柠檬酸、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基苯磺酸钠中的至少一种。
4、本专利技术还提供一种采用上述制备方法制备得到的纳米磷酸铁，纳米磷酸铁的一次粒径为50～150nm，纳米磷酸铁的形貌为球形或类球形。
5、本专利技术还提供一种纳米磷酸铁锂正极材料的制备方法，其包括：在惰性气体气氛下，将上述制备得到的纳米磷酸铁、锂源和碳源混合烧结，得到纳米磷酸铁锂正极材料。
6、本专利技术还提供一种采用上述的制备方法制备得到的纳米磷酸铁锂正极材料，纳米磷酸铁锂正极材料的一次粒
7、本专利技术还提供一种锂离子电池，锂离子电池包括上述的纳米磷酸铁锂正极材料。
8、本专利技术具有以下有益效果：
9、本专利技术提供的一种纳米磷酸铁及其制备方法、纳米磷酸铁锂正极材料及其制备方法和应用，所提供的纳米磷酸铁的制备方法，包括：将铁源和磷源采用共沉淀法制得第一前驱体浆料，加入表面活性剂，在搅拌加热条件下，加入沉淀剂控制ph值，得到第二前驱体浆料，第二前驱体浆料经后处理，得到纳米磷酸铁，其中：表面活性剂包括柠檬酸、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基苯磺酸钠中的至少一种。在纳米磷酸铁的制备过程中，先采用共沉淀方法制备形成第一前驱体浆料，之后加入表面活性剂，一方面，表面活性剂可以抑制沉淀产物晶核长大，获得更加均匀的纳米磷酸铁颗粒，另一方面，在纳米磷酸铁与锂源和碳源混合烧结制备纳米磷酸铁锂正极材料过程中，表面活性剂也可作为一部分碳源分布在纳米磷酸铁锂正极材料的内部，提高成品纳米磷酸铁锂正极材料的导电率和离导率。该方法制备独特、有效，制备的纳米磷酸铁锂正极材料形貌均匀且颗粒细小，呈现球形或类球形，同时导电性较好，稳定性较高。
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1.一种纳米磷酸铁的制备方法，其特征在于，其包括：将铁源和磷源采用共沉淀法制得第一前驱体浆料，加入表面活性剂，在搅拌加热条件下，加入沉淀剂控制pH值，得到第二前驱体浆料，所述第二前驱体浆料经后处理，得到纳米磷酸铁，其中：所述表面活性剂包括柠檬酸、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基苯磺酸钠中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将铁源和磷源的混合液的pH调节至1～2，再与氧化剂进行共沉淀反应得到第一前驱体浆料；然后将所述第一前驱体浆料与表面活性剂混合均匀，在搅拌加热条件下，加入沉淀剂使反应的pH维持在1～2，反应结束后，得到第二前驱体浆料；将所述第二前驱体浆料进行陈化、洗涤和煅烧处理，得到纳米磷酸铁。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一前驱体浆料的制备包括：将铁源溶液和磷源溶液混合得到混合液，将所述混合液的pH调节至1～2，之后加入过量氧化剂溶液进行共沉淀反应，即得第一前驱体浆料；
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二前驱体浆料的制备包括：将第一前驱体浆料与表面活性剂
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述纳米磷酸铁的制备包括：将所述第二前驱体浆料过滤洗涤后加入磷酸溶液进行陈化结晶，再次进行过滤洗涤，经煅烧处理，得到纳米磷酸铁；
6.一种采用权利要求1～5中任一项所述制备方法制备得到的纳米磷酸铁，其特征在于，所述纳米磷酸铁的一次粒径为50～150nm，所述纳米磷酸铁的形貌为球形或类球形。
7.一种纳米磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，其包括：在惰性气体气氛下，将纳米磷酸铁、锂源和碳源混合烧结，得到纳米磷酸铁锂正极材料，其中，所述纳米磷酸铁为根据权利要求1～5中任一项所述的制备方法制备得到的纳米磷酸铁或权利要求6所述的纳米磷酸铁。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将所述纳米磷酸铁、锂源和碳源混合后研磨得到纳米磷酸铁锂前驱体，再将所述纳米磷酸铁锂前驱体进行烧结、冷却，得到纳米磷酸铁锂正极材料；
9.一种采用权利要求8所述的制备方法制备得到的纳米磷酸铁锂正极材料，其特征在于，所述纳米磷酸铁锂正极材料的一次粒径为150～250nm，所述纳米磷酸铁锂正极材料的形貌为球形或类球形。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括权利要求9所述的纳米磷酸铁锂正极材料。
...【技术特征摘要】
1.一种纳米磷酸铁的制备方法，其特征在于，其包括：将铁源和磷源采用共沉淀法制得第一前驱体浆料，加入表面活性剂，在搅拌加热条件下，加入沉淀剂控制ph值，得到第二前驱体浆料，所述第二前驱体浆料经后处理，得到纳米磷酸铁，其中：所述表面活性剂包括柠檬酸、聚乙二醇、十六烷基三甲基溴化铵和十六烷基苯磺酸钠中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将铁源和磷源的混合液的ph调节至1～2，再与氧化剂进行共沉淀反应得到第一前驱体浆料；然后将所述第一前驱体浆料与表面活性剂混合均匀，在搅拌加热条件下，加入沉淀剂使反应的ph维持在1～2，反应结束后，得到第二前驱体浆料；将所述第二前驱体浆料进行陈化、洗涤和煅烧处理，得到纳米磷酸铁。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一前驱体浆料的制备包括：将铁源溶液和磷源溶液混合得到混合液，将所述混合液的ph调节至1～2，之后加入过量氧化剂溶液进行共沉淀反应，即得第一前驱体浆料；
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第二前驱体浆料的制备包括：将第一前驱体浆料与表面活性剂混合均匀，在搅拌加热条件下，分步滴加沉淀剂并控制反应的ph为1～2，即得所述第二前驱体浆料；
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【专利技术属性】
技术研发人员：夏雨欣，孔令涌，万远鑫，王鹏，冯泽，叶峰，
申请(专利权)人：佛山市德方纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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