【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于化學能源材料領域，尤其涉及一種改性磷酸鐵鋰正極材料及其制備方法。
技術介紹
1、隨著石油儲量不斷縮減而引發(fā)的能源問題日趨嚴峻，迫切需求找到一種可持續(xù)發(fā)展型、環(huán)境友好型的能源。在新能源開發(fā)中，自然能風能、潮汐能、太陽能等能源的利用具有重要意義，但這些能源作用過程是不連續(xù)的，大規(guī)模利用這些自然能，需要有與之配套的能量儲存器。而電池尤其是二次電池，是一種具有高轉化效率的能量存儲與轉換裝置，具有使用方便、安全、可靠等優(yōu)點，成為了解決能源問題的有效措施之一。
2、近年來，以高能量密度、長循環(huán)壽命以及環(huán)境友好型的可充電鋰離子電池提供能源的電動汽車和混合動力汽車走進了千家萬戶，并逐漸改變著人們的用能方式。當鋰離子電池作為動力電池和儲能電池使用時，對其能量密度和安全性提出了更高要求，而鋰離子電池的電極分為正極與負極兩部分，其中正極材料性能優(yōu)劣在一定程度上決定了鋰離子電池的電化學性能。目前鋰電池普遍使用的正極材料有鈷酸鋰(licoo2)、錳酸鋰(limn2o4)、鎳鈷錳酸鋰(lico1-x-ynixmnyo2)以及磷酸鐵鋰(lifepo4)。層狀結構的licoo2是最早商業(yè)化生產的正極材料，因為其結構不夠穩(wěn)定，大電流放電時容量衰減較大，實際放電比容量僅為140mah/g，且鈷資源儲量有限，價格貴，有毒性，限制了鈷酸鋰系鋰離子電池的應用；limn2o4存在john-teller效應，容易產生結構畸變導致容量衰減嚴重，循環(huán)性能差；
3、lico1-x-ynixmnyo2存在結構有序程度低、容量衰減快的問題。而li
技術實現思路
1、為了克服上述現有技術存在的缺陷，本專利技術的目的在于提供一種改性磷酸鐵鋰正極材料及其制備方法，以解決上述現有技術存在的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，包括：
4、將鋰源、鐵源、鋅源加入水中攪拌溶解，然后加入磷源、網絡膠凝劑和引發(fā)劑，攪拌反應，得到濕凝膠；
5、將濕凝膠預分解后研磨、燒結，得到改性磷酸鐵鋰正極材料。
6、進一步地，鋰源、磷源、鐵源、鋅源的用量，按照li、p、fe、zn原子摩爾比為1:1:0.8-0.95:0.05-0.2進行配置。
7、進一步地，鋰源包括碳酸鋰、草酸鋰和檸檬酸鋰中的至少一種。
8、進一步地，鐵源包括硫酸亞鐵和磷酸鐵中的至少一種。
9、進一步地，鋅源包括硫酸鋅、氯化鋅和硝酸鋅中的至少一種。
10、進一步地，磷源包括乙烯基膦酸和磷酸氫二銨。
11、進一步地，網絡膠凝劑包括丙烯酰胺、n,n-亞甲基雙丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和n-異丙基丙烯酰胺中的任意一種。
12、進一步地，引發(fā)劑為無機酸銨鹽，包括過硫酸銨、硝酸銨和碳酸銨中的任意一種。
13、進一步地，將濕凝膠預分解后研磨、燒結，包括：
14、預分解的溫度為170～190℃，時間為3～4h；
15、將預分解后的濕凝膠研磨至粒徑為0.1～0.3μm；
16、燒結的溫度為700～800℃，升溫速率為5～8℃/min，時間為3～4h。
17、另一方面，本專利技術公開了一種改性磷酸鐵鋰正極材料，采用權利要求上述的方法制得。
18、本專利技術的技術效果和優(yōu)點：
19、1、本專利技術制備的改性磷酸鐵鋰正極材料的倍率循環(huán)性能穩(wěn)定，在低溫下也能保持優(yōu)良的放電性能和穩(wěn)定的倍率循環(huán)性能。
20、2、本專利技術通過在磷酸鐵鋰正極材料中引入zn，zn在高溫下有超強的奪氧能力，使溶液內的fe3+還原成fe2+，并且防止fe2+再次被氧化，從而保證正極材料的橄欖石結構以及磷酸鐵鋰正極材料的純度和一致性；并且，zn被氧化成zn2+摻雜到磷酸鐵鋰結構中，從而形成空位，提高磷酸鐵鋰正極材料的鋰離子擴散速率和電導率，但需要控制zn的摻雜量，過量摻雜會產生團聚作用。
21、3、本專利技術選用乙烯基膦酸和磷酸氫二銨作為磷源，有效提高了改性磷酸鐵鋰正極材料電子電導率和鋰離子的擴散速率，在低溫下也能保持優(yōu)良的放電性能和穩(wěn)定的倍率循環(huán)性能。
22、本專利技術的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本專利技術而了解。本專利技術的目的和其他優(yōu)點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所指出的結構來實現和獲得。
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1.一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，
6.根據權利要求1所述的一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，
7.根據權利要求1所述的一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，
8.根據權利要求1所述的一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，
9.根據權利要求1-8任意一項所述的一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，所述的將所述濕凝膠預分解后研磨、燒結，包括：
10.一種改性磷酸鐵鋰正極材料，其特征在于，所述正極材料采用權利要求1-9任意一項所述的方法制得。
【技術特征摘要】
1.一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的一種改性磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于，
6.根據權利要求1所述的一種改性磷酸鐵鋰正...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王曉琦，白盛池，楊瑞，熊俐慧，溫文，陳琳，
申請(專利權)人：中國石油天然氣集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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