(19)中华人民共和国国家知识产权局
| (12)发明专利说明书 | |
| (10)申请公布号 CN 103011117 A (43)申请公布日 2013.04.03 |
| | |
(21)申请号 CN201210501349.4
(22)申请日 2012.11.30
(71)申请人 山东天润丰新能源科技有限公司
地址 277100 山东省枣庄市市中区枣庄经济开发区长江一路1号
(72)发明人 杨立山 丁轶
(74)专利代理机构
代理人
(51)Int.CI
C01B25/37
B82Y30/00
(54)发明名称
(57)摘要
本发明公开一种尺寸、粒度可控的磷酸铁纳米粉体生产方法。电池级磷酸铁生产工艺普遍存在尺寸偏大，物相不纯，工艺复杂，生产成本高等缺点，特别是物相中携带一定比例的结晶水，将直接导致后期合成的磷酸亚铁锂粉体的物相和性能等不稳定。本发明的合成工艺为：在一定的pH范围内配制出磷酸盐有机/纯水混合基液，加入多种添加剂，在恒定温度下分步加入铁盐溶液，滴加过程调节溶液pH，恒温搅拌一定时间。产物经过抽滤、洗涤、干燥，最后在300℃-600℃退火一定时间得到磷酸铁纳米粉体。本发明方法生产的磷酸铁纳米粉体尺寸、组分可控，工艺简单，成本低，粉体活性高，易于放大生产，极具市场竞争力。 | |
| |
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1.一种尺寸、粒度可控的磷酸铁纳米粉体的生产方法， 其特征在于：包括以下步骤：
①在混合介质中配制5-10M（M=摩尔/升）PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>浓度的磷酸盐溶液；
②用5M的碱溶液和酸溶液调节磷酸盐溶液的pH范围在2-7，得到磷酸盐基液；
③按照Fe<sup>3+</sup>与PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>摩尔比配制1-10M的铁盐溶液，并按照比例分步加入到磷酸盐基液中，加热搅拌，同时加入质量百分比不超过5%的有机添加剂和无机添加剂；
④滴加完后，在50℃-200℃下反应0.5-8小时；
⑤反应结束后，用去离子水洗涤离心生成的沉淀物质，然后100℃干燥2小时，最后在300-600℃下煺火1-10小时，得到磷酸铁纳米粉体。
2.根据权利要求1所述的尺寸、粒度可控的磷酸铁纳米粉体的生产方法，其特征在于：所述①步骤中混合介质为纯水与乙醇、甲醇、乙二醇、异丙醇、丙三醇、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯的一种或几种混合，其中水的体积比≥30%。
3.根据权利要求1所述的尺寸、粒度可控的磷酸铁纳米粉体的生产方法，其特征在于：所述①步骤中磷酸盐为磷酸、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钾的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的尺寸、粒度可控的磷酸铁纳米粉体的生产方法，其特征在于：所述②步骤中的碱溶液为氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾的一种或几种，酸溶液为盐酸、硫酸、磷酸、硝酸的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的尺寸、粒度可控的磷酸铁纳米粉体的生产方法，其特征在于：所述③步骤中Fe<sup>3+</sup> : PO<sub>4</sub><sup>3-</sup>的摩尔比范围为0.3-1；铁盐为
硝酸铁、氯化铁、硫酸铁、氯化亚铁、醋酸铁的一种或几种；所述③步骤中有机添加剂为葡萄糖、可溶性淀粉，木薯淀粉、c阳离子醚化淀粉、麦芽糖、果糖、CTAB、SBS的一种或几种。无机添加剂为硫酸锌、氯化锌、硝酸锌、硝酸锰、硫酸锰、硝酸钴、醋酸钴、氯化钴、硝酸镁、硫酸镁、硫酸钙等的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的尺寸、粒度可控的磷酸铁纳米粉体的生产方法，其特征在于：所述⑤步骤中洗涤沉淀物质所用的去离子水的量为沉淀物质2-10倍，洗涤3-5次。在干燥箱中80-120℃干燥1-10小时。
7.根据权利要求1所述的尺寸、粒度可控的磷酸铁纳米粉体的生产方法，其特征在于：取75mL的超纯水溶解0.4mol磷酸和0.1mol磷酸氢二钠，用5M氢氧化钠和浓磷酸溶液调节溶液pH为4.0，最终得到100mL的5mol/L磷酸盐基液A<sub>1</sub>；配制2mol/L的硝酸铁溶液B<sub>1</sub>；将100mL A<sub>1</sub>置于三口瓶中90℃油浴恒温加热，三口瓶内溶液温度稳定后，迅速将150mL B<sub>1</sub>、2g葡萄糖、1g木薯淀粉一同加入到A<sub>1</sub>中，机械搅拌均匀，再按10mL/min缓慢滴加入100mL B<sub>1</sub>溶液，调节溶液pH为3.0；滴加完毕后，三口瓶在水浴中90℃下恒温搅拌60分钟，得到的磷酸
铁沉淀用去离子水洗涤离心4次；前驱物在120℃下干燥1小时，所得粉体先后经过最后300℃恒温3小时，600℃5小时即得到无水磷酸铁；D50粒径分布在1-2μm之间。
8.根据权利要求1所述的尺寸、粒度可控的磷酸铁纳米粉体的生产方法，其特征在于：将超纯水和乙二醇按3:1混合，取75mL的混合溶剂溶解0.3mol磷酸和0.3mol磷酸氢二钠，用5M氢氧化钠溶液和浓磷酸调节溶液pH为5.0，得到100mL的6mol/L磷酸盐基液A<sub>2</sub>；配制4mol/L的氯化铁水溶液B<sub>2</sub>；将100mL A<sub>2</sub>置于三口瓶中90℃油浴加热，三口瓶内溶液温度稳定后，迅速将100mL B<sub>2</sub>与2g麦芽糖、1g SDBS一同加入到A<sub>2</sub>中，机械搅拌均匀，再按10mL/min缓慢滴加入100mL B<sub>1</sub>溶液，调节溶液pH为3.0；在90℃下恒温搅拌120分钟，得到的磷酸铁沉淀用去离子水洗涤离心4次；前驱物在120℃下干燥1小时，所得粉体先后经过最后300℃恒温3小时，500℃恒温8小时即得到无水磷酸铁， D50粒径分布在300-500nm之间。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议