锂离子电池原材料草酸亚铁粉体的制备

锂离子电池作为一种新型高能绿色化学电源,具有工作电压高、比能量大、循环寿命长、自放电率低、适温范围宽、无记忆效应及对环境友好等优点,近年来,3G手机、储能装置、电动汽车、电动自行车等便携储能设备的发展促使锂电行业飞速发展。草酸亚铁作为合成锂离子电池正极材料磷酸亚铁锂的原材料,已经引起人们的广泛关注。

随着磷酸铁锂动力电池在新能源汽车和储能电池方面的大力开发和广泛应用，其原材料草酸亚铁的市场容量也将急剧扩大,市场前景十分广阔。草酸亚铁的纯度和粒径对合成的磷酸亚铁锂性能影响很大,若草酸亚铁的纯度过低,其所含的K+、Na+、SO等杂质及已氧化的Fe'+，不仅会降低磷酸亚铁锂的电化学容量和循环性能,还会极大地影响产品批次稳定性;若草酸亚铁的粒度过大，一方面影响混料的均匀性,另一方面则会导致生成的磷酸亚铁锂材料颗粒粗大，导电性能差，不利于大电流充放电,进而限制其在大功率锂离子电池方面的应用。有研究报道,超细草酸亚铁粉体有较高的比表面积，因而反应活性大大增加,制备出的磷酸亚铁锂电化学性能更优异。目前,有关草酸亚铁制备方面的研究鲜有报道。本文以硫酸亚铁和草酸为原料,采用沉淀法制备草酸亚铁粉体,研究原料纯度、试验用水种类、原料浓度和反应方式对草酸亚铁粉体纯度和粒径的影响。

以草酸和硫酸亚铁为原料，采用沉淀法制备草酸亚铁粉体。研究了原料纯度、试验用水、原料浓度、反应方式等条件对草酸亚铁粉体纯度和粒径的影响。结果表明,硫酸亚铁的纯度显著影响草酸亚铁粉体的纯度，草酸的纯度显著影响草酸亚铁粉体的粒径,在反应前对硫酸亚铁溶液和草酸溶液进行一定的净化处理，是同时提高草酸亚铁粉体纯度和粒径的有效途径;以10%的分析纯硫酸亚铁溶液和8%的分析纯草酸溶液为原料，使用二次净化纯水溶解,采用草酸溶液向硫酸亚铁溶液中滴加的反应方式，易得到纯度较高、粒径较小的草酸亚铁粉体。在优化条件下制备的草酸亚铁粉体,其纯度达到99. 66%，杂质含量较低，产品粒径D3o在300nm左右，颗粒均匀。