水热合成磷酸铁锂粉体的研究

以FeSO4.7H2O、Li2CO3和NH4H2PO4为原料,采用微波水热法合成磷酸铁锂,研究了反应温度对磷酸铁锂形貌的影响,并对其物相组成、形貌以及晶体结构进行了分析。结果表明,利用微波和水热合成的优势制备的磷酸亚铁锂物相较纯、结晶性较好。     

控制结晶法制备球形磷酸铁的团聚尺寸模型

磷酸铁是制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的主要前躯体之一,磷酸铁的形貌和粒度大小对磷酸铁锂材料的电化学性能有较大影响.为了更好地实现磷酸铁的可控制备,有效改善磷酸铁锂的电化学性能,文中采用硝酸铁和磷酸反应合成磷酸铁的液相结晶控制工艺,研究了反应结晶釜中反应物浓度、温度、搅拌速度与沉淀物颗粒粒径之间的关系,结果表明:沉淀物...     

超临界水快速连续制备纳米磷酸铁锂正极材料

建立了超临界水快速连续合成磷酸铁锂纳米颗粒的工艺。研究了反应物浓度、反应温度和反应压力等因素对磷酸铁锂颗粒的大小、结晶度和形貌的影响并解释了相关机理,采用扫描电镜（SEM）、动态光散射（DLS）粒度分析和X射线衍射（XRD）等手段表征了目标产物的颗粒大小、形貌和结晶度。结果表明,在所研究的过程参数范围内,均获得了纳米尺度的磷酸铁锂。在超临界范围内,提高反应温度会使颗粒尺寸变大,但粒度分布更加均匀;预热温度对磷酸铁锂的结晶度有明显的影响,升高预热温度有利于提高磷酸铁锂纳米颗粒的结晶度;较高的反应压力、较低的反应物浓度有利于得到更小的纳米颗粒。在反应温度为380 ℃、预热温度为405 ℃、反应压力为27 MPa、二价铁离子浓度为0.015 mol/L条件下,获得了平均粒度为105 nm的高结晶度、橄榄石状的球形磷酸铁锂颗粒。     

铜掺杂碳包覆磷酸铁锂的微波合成及性能研究

研究了铜掺杂碳包覆磷酸铁锂（LiFePO₄）的微波合成。通过X射线衍射（XRD）表征了样品的化学组成和晶体结构,通过扫描电镜（SEM）考察了样品的微观形貌。分别用铜掺杂磷酸铁锂、碳包覆磷酸铁锂、铜掺杂碳包覆磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料,进行了电化学性能测试比较。充放电测试表明,微波合成的铜掺杂碳包覆磷酸铁锂具有良好的充放电性能和循环寿命,首次放电比容量达到145 mA•h/g,循环30次后比容量仍然有143.5 mA•h/g,为初始容量的98.96%,容量几乎无衰减。     

磷酸铁锂正极材料的合成与表征技术

橄榄石型磷酸铁锂正极材料具有原料来源丰富、价廉、无毒、环境友好、理论容量高、热稳定性和循环性能好等特点,有望成为新一代锂离子电池正极材料.综述了高温固相反应法、溶胶-凝胶法、微波合成法、水热合成法和共沉淀法制备磷酸铁锂的方法.并详细说明了磷酸铁锂的红外光谱、扫描电镜、X射线衍射和电化学性能研究等表征技术.     

采用氧化控制结晶-碳热还原制备球形磷酸铁锂的方法

本发明公开了属于能源材料制备技术领域的一种采用氧化控制结晶一碳热还原制备球形磷酸铁锂的方法。其制备方法是,先将二价铁盐与磷酸混合水溶液、氨水溶液和氧化剂反应,通过氧化控制结晶过程合成球形水合磷酸铁前驱体,洗涤、干燥、预烧脱水后,再与碳酸锂、碳源均匀混合,在惰性或还原气氛保护下,经过高温碳热还原得到磷酸铁锂。     

微反应器技术制备纳米磷酸铁的研究与表征

采用微反应器技术对以硫酸铁和磷酸钠为原料制备纳米磷酸铁进行了研究,考察了反应物浓度、反应物流量、反应温度对产品形貌及粒径的影响,利用激光粒度分析仪和扫描电镜对产品进行了表征。结果表明,反应温度对磷酸铁粉体的粒径影响很大,且随温度升高产品粒径增大。在常温、硫酸铁溶液浓度为0.10~0.25 mol/L、磷酸钠溶液浓度为0.20~0.5０ mol/L、硫酸铁与磷酸钠溶液流量比为4∶5、反应物料在微反应器反应通道内的流速超过 5 m/s条件下,可制得纳米级磷酸铁粉体。由微反应器制得的磷酸铁纳米粉体呈不规则形状,粒度分布较窄。     

羟基磷酸铁铵的制备与表征

采用硫酸亚铁和磷酸为原料,在尿素存在的条件下,水热合成得到高纯度的羟基磷酸铁铵。研究发现,反应温度不同得到的羟基磷酸铁铵的结晶度会有所不同,形貌差异较大。利用XRD、SEM、TG-DTA和红外分析等手段对制备的样品组成、结构、晶型和形貌做分析表征,分析了羟基磷酸铁铵在加热过程中的相变过程。结果表明,在静态羟基磷酸铁铵中,磷酸和铁具有固定的化学计量比,经高温煅烧后得到高纯度磷酸铁,可应用其制备锂离子电池正极材料磷酸铁锂的前驱体,且此法合成工艺简单,具有良好的工业应用潜质。     

具有特殊形貌的纳米级磷酸铁锂正极材料的合成及研究进展

特殊形貌的纳米级磷酸铁锂正极材料在锂离子电池的改进研究中具有重要作用,其合成研究受到了越来越广泛的关注。笔者介绍了几种不同形貌的纳米级磷酸铁锂正极材料的主要合成方法及其特点,并着重介绍近几年来国内外在此方面的重要研究成果及进展。     

水热合成制备均分散磷酸铁锂纳米晶的方法

本发明公开一种水热合成制备均分散磷酸铁锂纳米晶的方法，在表面活性剂存在下利用水热合成技术批量生产高含量磷酸铁锂纳米晶。采用亚铁盐、磷酸和氢氧化锂或碳酸锂为原料，首先在40～100℃下得到反应前驱物，然后在150～200℃的高压釜中在水热条件下反应，所得产物在惰性气体保护下高温处理，制得高纯度平均粒径为0．2～0．5μm的均分散磷酸铁锂纳米晶，作为二次锂电池的正极材料，易于在工业上实施应用。     

沉淀法回收废旧磷酸铁锂电池中的铁和锂

采用NaOH溶液浸泡法分离废旧磷酸铁锂电池的铝箔和正极材料,采用有机溶剂浸泡法分离正极活性物质和粘结剂,采用酸浸-沉淀法回收废旧磷酸铁锂电池中的铁和锂,考察了回收废旧磷酸铁锂电池中的铁和锂,考察了试剂浓度、固液比和反应时间等因素对处理效果的影响,实验结果表明:在NaOH溶液的浓度为0.4 mol/L,NaOH溶液与正极片的液固比(m L/g)为10的条件下,将正极废片在NaOH溶液中浸泡10 min,可以实现铝箔与正极材料的完全分离;在温度为60℃,有机溶剂与正极材料的液固比(m L/g)为10的条件下,将正极材料在有机溶剂NMP中浸泡30 min,可以实现正极活性物质与粘结剂的完全分离;在硫酸浓度为4 mol/L,液固比(m L/g)为10,反应温度为60℃的条件下,将正极活性物质在硫酸-双氧水体系中反应2 h,铁和锂的浸出率分别达到96.4%和97.0%;在浸出液的pH为3时,铁的沉淀率达到99.0%;在除去铁的浸出液中,碳酸钠的用量为200 g/L时,锂的沉淀率达到98.9%。     

锂电池正极材料磷酸铁锂的制备方法

正本发明公布了一种充电电池正极材料磷酸铁及磷酸铁锂的制备方法。首先将磷源、二价铁化合物和氧化剂按一定比例混合,得到混合溶液。将该溶液滴入pH为1.5~9的缓冲液中,得到磷酸铁(FePO_4)沉淀。将磷酸铁产物与锂化合物反应,得到可用作锂电池正极材料的磷酸铁锂(LiFePO_4)产品。     

磷铁渣制备电池级纳米磷酸铁

以磷铁废渣为原料提供磷源和铁源,用硝酸和硫酸混合溶液浸出磷铁渣中的铁和磷元素,并通过沉淀法制备电池级纳米磷酸铁。探究了硝酸浓度、反应时间、反应温度对磷铁渣溶解率的影响,并研究了反应过程中铁磷比、温度和pH对制备的磷酸铁性能影响。利用X衍射分析仪、扫描电子显微镜、热重分析仪、红外光谱仪和电感耦合等离子体发射光谱仪等分析手段对磷酸铁的形貌、晶体结构与化学成分进行了表征。实验结果表明,磷铁渣浸出最佳的实验条件为：硝酸浓度1.5mol/L,反应时间4h,反应温度90℃,此条件下磷铁的溶解率为95.11%;磷酸铁制备过程中的最佳实验条件为：铁磷比1∶1,反应温度60℃,反应pH=1.0,所制备的FePO₄结晶度高,颗粒形貌规整,分散均匀,一次颗粒粒径为100～200nm,铁磷摩尔比为0.97,杂质元素含量符合电池级磷酸铁的要求。     

废磷酸铁锂电池回收制备磷酸锂

为探索废磷酸铁锂电池中锂的高效、短流程回收工艺，以磷酸-过氧化氢体系浸出废磷酸铁锂电池粉末获得的锂富集液为原料，分别采用P-204-磺化煤油溶液体系和氢氧化锂进行萃取和水解净化，考查了不同因素对杂质铜、铁、铝去除率的影响规律，确定了最佳除杂条件，并将净化后的锂富集液蒸发浓缩制得磷酸锂，对其进行了表征分析，结果表明：最佳净化除杂条件为溶液pH=6、反应温度20℃,在此条件下采用质量浓度为0.1 g/mL的氢氧化锂水解除杂30 min,杂质铝、铁、铜的去除率分别为100%、100%、82.61%,锂的损失率为53.54%,蒸发浓缩所得的磷酸锂粉体颗粒呈规整的片状结构，锂总回收率高于45%。该工艺流程简短，化学试剂用量少，成本低，实现了废磷酸铁锂电池的绿色高效回收。     

球磨对磷酸铁锂正极材料性能的影响

采用高温固相合成法制备锂离子正极材料磷酸铁锂,在合成过程中分别采用湿法球磨和干法球磨,讨论了球磨时间对合成磷酸铁锂电化学性能的影响。用扫描电镜对合成材料进行表征,并对磷酸铁锂正极材料进行电化学性能测试。结果表明,相对于干法球磨,湿法球磨制备的磷酸铁锂样品具有更好的电化学性能。湿法球磨10 h所得的材料电化学性能最好,0.1 C下首次放电比容量为114 mA·h/g。     

磷酸铁锂前驱体磷酸铁的研究进展

磷酸铁锂具有原料来源广、安全性能高、环境友好等独特的优势,成为锂离子电池正极材料的研究热点之一。前驱体磷酸铁与磷酸铁锂具有类似的结构,在合成磷酸铁锂时具有独特的优势,并且磷酸铁同时提供了铁源和磷源,合成过程中只需要添加锂源便可制备出磷酸铁锂,工艺条件简单可控。其合成方法主要有沉淀法、水热法、溶胶凝胶法等。介绍了不同方法的研究现状、优缺点及下一步的展望。     

纳米FePO4·2H2O的制备与表征

以六水三氯化铁和磷酸为原料,十六烷基三甲基溴化铵为表面活性剂,水浴法合成,在一定温度下反应一段时间,得到白色沉淀。用X-射线粉末衍射、电镜、热分析、红外光谱等对产物的组成、大小、形貌进行表征。结果表明,产物二水磷酸铁为厚度为30 nm左右的纳米薄片。以此薄片为原料合成的磷酸铁锂具有较好的电化学性能。     

硫含量对磷酸铁锂电化学性能的影响

考察了硫质量分数分别为0.08%、0.15%、0.22%、0.34%、0.42%、0.68%时对磷酸铁锂的颗粒形貌、放电容量和循环性能的影响。结果表明:当硫质量分数达到一定程度时,对磷酸铁锂的颗粒形貌、放电容量和循环性能的影响逐渐明显,当硫质量分数低于0.22%时,磷酸铁锂颗粒形貌为球状,1 C首次放电容量达到152 m Ah/g,循环150次后,容量仍可维持在140 m Ah/g,电化学性能良好;当硫质量分数高于0.34%时,磷酸铁锂颗粒发生团聚,且1 C首次放电容量低于130 m Ah/g,循环150次后,容量低于107 m Ah/g。     

锂离子电池正极材料磷酸铁锂的研究进展

磷酸铁锂（LiFePO₄）具有高温稳定性较好、循环性能良好、环保等特点,已成为锂离子动力电池正极材料之一。但由于磷酸铁锂电导率低及锂离子扩散速率慢等缺点,制约其在动力电池行业的发展。因此主要从包覆碳材料对磷酸铁锂进行表面改性、对磷酸铁锂进行掺杂、制备亚微米或纳米级的磷酸铁锂或制备特殊形貌的磷酸铁锂3方面进行综述,分析改善磷酸铁锂性能最优的方法,对其未来的发展趋势进行了预测。     

三聚磷酸铁的制备及其防锈和电化学性能初探

通过高温缩合反应合成了三聚磷酸铁(Fe H₂P₃O₁₀·2H₂O),采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)进行了表征,初步研究了其防锈性能,以及作为前驱体所合成的三聚磷酸铁锂正极材料的比容量和库伦效率。结果表明,所合成的三聚磷酸铁颗粒为类球形,粒径约0.5～1μm,防锈性能略优于三聚磷酸铝。三聚磷酸铁锂的比容量为210m Ah·g^-1,明显高于磷酸铁锂的理论比容量(170m Ah·g^-1),库伦效率接近100%,充放电可逆性好。该材料具有优良的防锈性能和电化学性能,具有很好的潜在应用前景。