【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池材料，具体涉及一种高倍率型磷酸铁锂的制备方法。
技术介绍
1、磷酸铁锂电池以低廉的价格，较高的安全性以及长循环性能，逐步得到市场的青睐。随着应用场景越来越多样化，人们中对电池的性能提出了越来越高的要求，电池除了要保持一定的放电容量之外，还需要有良好的倍率性能，以满足人们对电池不同的需求，比如快充汽车、快充工具、启停电源等。
2、但磷酸铁锂材料由于材料原本的结构和性质，导致其电导率不高。传统方法通过对材料进行碳包覆、金属掺杂以及纳米化改进，但是制备磷酸铁锂的原料磷酸铁一般具有较大且坚实的二次颗粒，在传统制备工艺中碳包覆及掺杂只能作用于材料颗粒的表层，颗粒中心位置的材料进行充放电时还是较难进行离子脱嵌及电子传导，导致材料的导电性能及倍率性能提升有限。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种高倍率型磷酸铁锂的制备方法，在无水磷酸铁制备的过程中，对中间产物二水磷酸铁进行包覆和掺杂改性，使得制备的无水磷酸铁形貌及性质发生变化，进而在制备磷酸铁锂后提升材料的倍率性能。
2、本专利技术的技术方案是，提供一种高倍率型磷酸铁锂的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、二水磷酸铁加水分散，然后加入碳源和添加剂，混匀制得的浆料进行干燥得到粉料；
4、s2、粉料在空气炉中烧结得到掺杂型多孔无水磷酸铁；
5、s3、掺杂型多孔无水磷酸铁加入锂源、碳源和添加剂及水混匀制得浆料，经研磨及干燥成粉料，置于气氛炉中烧结，得到高倍率型磷酸铁锂
6、可选地，s1中二水磷酸铁、碳源和添加剂的质量比为100:1~10:0~1。
7、可选地，所述碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉、聚乙二醇、柠檬酸或聚丙烯腈中的一种或多种。
8、可选地，添加剂为二氧化钛、钛酸镁、氧化镁、氢氧化镁、偏钒酸铵、氧化铝或氧化铌中的一种或多种。
9、可选地，s2中烧结温度为500-800℃，保温时间为3-8h。
10、可选地，s3中锂源的用量根据掺杂型多孔无水磷酸铁中铁的含量确定，确保锂元素及铁元素的摩尔比li/fe为1.01-1.06。
11、可选地，s3中掺杂型多孔无水磷酸铁、碳源和添加剂的质量比为100:1~10:0.1~1。
12、可选地，所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、或磷酸二氢锂中的一种或多种。
13、可选地，s3中满足以下至少一项：
14、研磨后的物料d50控制在0.2~0.6μm；
15、烧结温度为700-800℃，保温时间为6-14h；烧结气氛为氮气；
16、烧结完成后的物料进行粉碎，至成品粒径d50:1.5±1μm。
17、本专利技术还涉及所述的方法得到的高倍率型磷酸铁锂。
18、本专利技术具有以下有益效果：
19、本专利技术以二水磷酸铁为改性起点，在二水磷酸铁制备无水磷酸铁的过程中，加入碳源和添加剂，其中碳源可控制磷酸铁晶体的融合及生长，掺杂剂可对磷酸铁内部进行掺杂，采用碳源和添加剂对其进行预包覆和预掺杂，随后，在空气气氛中烧结，碳源在高温烧结后挥发留下大量孔洞，得到掺杂型多孔无水磷酸铁；再经过二次炭包覆和无氧的气氛炉烧结，使得材料具备更好的电子导电性及离子传导率，进而制备出高倍率型磷酸铁锂。
20、本专利技术中的无水磷酸铁已经为多孔结构，孔隙率高于常规无水磷酸铁原料，在制备磷酸铁锂时的碳包覆的效果更好，使得制备的磷酸铁锂材料具备高倍率性能；另外本专利技术的磷酸铁锂还具有较低的碳含量和较高的压实密度，能保证电芯拥有高倍率性能的同时能保持较高的能量密度，满足多种工况的应用。
21、本专利技术提供的方法操作简单，无需设备改造，仅用现有的常规生产设备即可完成该方案的执行，适合大规模推广应用。
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1.一种高倍率型磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S1中二水磷酸铁、碳源和添加剂的质量比为100:1~10:0~1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉、聚乙二醇、柠檬酸或聚丙烯腈中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：添加剂为二氧化钛、钛酸镁、氧化镁、氢氧化镁、偏钒酸铵、氧化铝或氧化铌中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S2中烧结温度为500-800℃，保温时间为3-8h。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S3中锂源的用量根据掺杂型多孔无水磷酸铁中铁的含量确定，确保锂元素及铁元素的摩尔比Li/Fe为1.01-1.06。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S3中掺杂型多孔无水磷酸铁、碳源和添加剂的质量比为100:1~10:0.1~1。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述锂源为碳酸锂、氢氧化锂、醋酸锂、或磷酸二氢锂中的一种或多种。>
9.根据权利要求1~7任意一项所述的方法，其特征在于，S3中满足以下至少一项：
10.采用权利要求1~9任意一项所述的方法得到的高倍率型磷酸铁锂。
...【技术特征摘要】
1.一种高倍率型磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：s1中二水磷酸铁、碳源和添加剂的质量比为100:1~10:0~1。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述碳源为葡萄糖、蔗糖、淀粉、聚乙二醇、柠檬酸或聚丙烯腈中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：添加剂为二氧化钛、钛酸镁、氧化镁、氢氧化镁、偏钒酸铵、氧化铝或氧化铌中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：s2中烧结温度为500-800℃，保温时间为3-8h。
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【专利技术属性】
技术研发人员：范世涛，王杰，郑磊，潘水文，沈维云，刘晓露，王董，
申请(专利权)人：湖北兴发化工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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