專利名稱：鋰摻雜磷酸鐵鋇的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇，屬于ー種新材料。
背景技術(shù)：
目前，尚未發(fā)現(xiàn)有磷酸鐵鋇化合物的報道和記載。經(jīng)公開專利的檢索，互聯(lián)網(wǎng)的信息和書刊、雜志、市場等調(diào)研，沒有發(fā)現(xiàn)與本發(fā)明的技術(shù)產(chǎn)品相同的專利文獻(xiàn)，也未見與本發(fā)明的技術(shù)或產(chǎn)品的報道或銷售。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出ー種鋰摻雜磷酸鐵鋇的制備方法。本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇的制備方法，其特征在于其化學(xué)式為Ba(FeP04)2，其鋇源、鐵源、磷酸根源的原料，按照化學(xué)式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按O. I — 5%范圍重量百分比計算，添加摻雜元素；混合后，在こ醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘干，得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450°C高溫煅燒2 — 4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品；所述鋇源為碳酸鋇、氫氧化鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氧化鋇、硫化鋇之ー；鐵源為草酸
亞鐵、ニ氯化鐵、三氯化鐵、氧化鐵等；磷酸根源為磷酸、磷酸鈉鹽，磷酸ニ氫銨或磷酸氫ニ,安之一; 所述摻雜元素源為碳酸鋰、氫氧化鋰、磷酸ニ氫鋰之一。為使各物料混合更均勻，所述こ醇介質(zhì)為堿性的，其堿性こ醇液，可用現(xiàn)有技術(shù)方法進(jìn)行調(diào)節(jié)獲得，優(yōu)選氨水ーこ醇混合液為佳。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品，主要用作還原劑、脫氧劑、食品脫氧保鮮劑；用作電子元件材料或制造電子元件的生產(chǎn)原料、制造電池正極材料及其電池的生產(chǎn)原料；用于冶煉、合金、玻璃生產(chǎn)的添加劑；具有原料十分充足，生產(chǎn)成本底，環(huán)保無污染等特點；用作電池正極材料，其充放電平臺相對鋇電極電位為3. 6V左右，初始放電容量超過187mAh/g，100次充放電循環(huán)后容量約衰減O. 2%左右；比容量和循環(huán)穩(wěn)定性與現(xiàn)有技術(shù)相比，有較大的提高，生產(chǎn)成本價格要比現(xiàn)有技術(shù)低數(shù)十倍以上。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)ー步說明，但本發(fā)明的實施方式不限于此。實施例I本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇制備方法，其特征在干其鋇源、鐵源、磷酸根源的原料，按照化學(xué)式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按
O.1-5%范圍重量百分比計算，添加摻雜元素；混合后，在こ醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200-800r/mimn高速球磨15-20h，用105-120°C烘干，得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450°C高溫煅燒2-4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品；所述鋇源為碳酸鋇、氫氧化鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氧化鋇、硫化鋇之ー；鐵源為草酸
亞鐵、ニ氯化鐵、三氯化鐵、氧化鐵等；磷酸根源為磷酸、磷酸鈉鹽，磷酸ニ氫銨或磷酸氫ニ,安之一;所述摻雜元素源為碳酸鋰、氫氧化鋰、磷酸ニ氫鋰之一。為使各物料混合更均勻，所述こ醇介質(zhì)為堿性的，其堿性こ醇液，可用現(xiàn)有技術(shù)方法進(jìn)行調(diào)節(jié)獲得，優(yōu)選氨水ーこ醇混合液為佳。實施例2 選用:碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%),磷酸氫ニ銨(NH4H2P04)(98%)為原料；按照化學(xué)式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按1% (重量百分比)計算添加摻雜元素鋰，鋰源為碳酸鋰(98%);混合后，在無水こ醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200—800r/mimn高速球磨15—20h,用105—120°C烘干,得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450°C高溫煅燒2 — 4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品。實施例3選用:碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%),磷酸氫ニ銨(NH4H2P04)(98%)為原料；按照化學(xué)式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按O. 5% (重量百分比)計算添加摻雜元素鋰，鋰源為碳酸鋰(98%)；混合后，在無水こ醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200—800r/mimn高速球磨15—20h,用105—120°C烘干，得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450°C高溫煅燒2—4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品。實施例4選用:碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%),磷酸氫ニ銨(NH4H2P04)(98%)為原料；按照化學(xué)式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按O. 1% (重量百分比)計算添加摻雜元素鋰，鋰源為碳酸鋰(98%)；混合后，在無水こ醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200—800r/mimn高速球磨15—20h,用105—120°C烘干，得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450°C高溫煅燒2—4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品。實施例5選用碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氫ニ銨(NH4H2P04)(98%)為原料；按照化學(xué)式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按4. 5% (重量百分比)計算添加摻雜元素鋰，鋰源為碳酸鋰(98%)；混合后，在無水こ醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200—800r/mimn高速球磨15—20h,用105—120°C烘干，得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450°C高溫煅燒2-4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品。實施例6選用碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氫ニ銨(NH4H2P04)(98%)為原料；按照化學(xué)式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按3% (重量百分比)計算添加摻雜元素鋰，鋰源為氫氧化鋰(98%)；混合后，在無水こ醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200-800r/mimn高速球磨15_20h,用105_120°C烘干,得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450°C高溫煅燒2-4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品。實施例7選用碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氫ニ銨(NH4H2P04) (98%)為原料；按照化學(xué)式Ba(FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按I. 5% (重量百分比)計算添加摻雜元素鋰，鋰源為氫氧化鋰(98%);混合后，在こ醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘 干，得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-4500C高溫煅燒2 — 4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品。實施例8選用碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氫ニ銨(NH4H2P04) (98%)為原料；按照化學(xué)式Ba(FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按O. 6% (重量百分比)計算添加摻雜元素鋰，鋰源為氫氧化鋰(98%);混合后，在こ醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘干，得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450°C高溫煅燒2 — 4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品。實施例9選用:碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%),磷酸氫ニ銨(NH4H2P04)(98%)為原料；按照化學(xué)式Ba (FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按2% (重量百分比)計算添加摻雜元素鋰，鋰源為氫氧化鋰(98%)；混合后，在こ醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘干，得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450°C高溫煅燒2 — 4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品。實施例10選用碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氫ニ銨(NH4H2P04) (98%)為原料；按照化學(xué)式Ba(FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按1% (重量百分比)計算添加摻雜元素鋰，鋰源為磷酸ニ氫鋰(98%);混合后，在こ醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘干，得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450°C高溫煅燒2-4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品。為使各物料混合更均勻，所述こ醇介質(zhì)為堿性的，其堿性こ醇液，可用現(xiàn)有技術(shù)方法進(jìn)行調(diào)節(jié)獲得，優(yōu)選氨水ーこ醇混合液為佳。實施例11選用碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氫ニ銨(NH4H2P04) (98%)為原料；按照化學(xué)式Ba(FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按5% (重量百分比)計算添加摻雜元素鋰，鋰源為磷酸ニ氫鋰(98%);混合后，在こ醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200-800r/mimn高速球磨15_20h，用105_120°C烘干，得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450°C高溫煅燒2-4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品。為使各物料混合更均勻，所述こ醇介質(zhì)為堿性的，其堿性こ醇液，可用現(xiàn)有技術(shù)方法進(jìn)行調(diào)節(jié)獲得，優(yōu)選氨水ーこ醇混合液為佳。實施例12選用碳酸鋇(BaC03)(99. 8%)，草酸亞鐵(FeC204. 2H20) (99. 06%)，磷酸氫ニ銨(NH4H2P04) (98%)為原料；按照化學(xué)式Ba(FePO4) 2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按O. 3% (重量百分比)計算添加摻雜元素鋰，鋰源為磷酸ニ氫鋰(98%);混合后，在こ醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘干，得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450°C高溫煅燒
2— 4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品。為使各物料混合更均勻，所述こ醇介質(zhì)為堿性的，其堿性こ醇液，可用現(xiàn)有技術(shù)方法進(jìn)行調(diào)節(jié)獲得，優(yōu)選氨水ーこ醇混合液為佳。 本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品，主要用作還原劑、脫氧劑、食品脫氧保鮮劑；電子元件材料或制造電子元件的生產(chǎn)原料，制造電池正極材料及其電池的生產(chǎn)原料；用于冶煉、合金、玻璃生產(chǎn)的添加剤。本發(fā)明的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品其具有極強的還原性質(zhì)，其與空氣接觸，即可被空氣氧化，由黑暗色變?yōu)楹稚螯S色；可廣泛用于還原、脫氧行業(yè)生產(chǎn)中；由于其本無毒、不溶于水和有機溶劑，可泛用于食品脫氧保鮮劑(非食品添加剤)，并有指示功能。用作電池正極材料，可用作電池材料，主要用作電池正極材料；也可用作電子元件材料。作為電池正極材料，采用現(xiàn)有技術(shù)的測試設(shè)備及現(xiàn)有技術(shù)的測試方法，對以上實施例
I一 12的鋰摻雜磷酸鐵鋇產(chǎn)品，分別進(jìn)行測試其充放電平臺相對鋇電極電位為3. 6V左右，初始放電容量超過187mAh/g，100次充放電循環(huán)后容量約衰減O. 2%左右；比容量和循環(huán)穩(wěn)定性與現(xiàn)有技術(shù)相比，有較大的提高，生產(chǎn)成本價格要比現(xiàn)有技術(shù)低數(shù)十倍以上。用于冶煉、合金、玻璃生產(chǎn)的添加劑；用于冶煉、合金生產(chǎn)添加劑，可改良產(chǎn)品性能；用于玻璃生產(chǎn)的添加剤，可獲得所需的特種玻璃產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種鋰摻雜磷酸鐵鋇的制備方法，其特征在于其化學(xué)式為Ba(FePO4) 2，其鋇源、鐵源、磷酸根源的原料，按照化學(xué)式Ba(FeP04)2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按0. I — 5%范圍重量百分比計算，添加摻雜元素；混合后，在乙醇介質(zhì)中，轉(zhuǎn)速200— 800r/mimn高速球磨15 — 20h，用105— 120°C烘干，得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450°C高溫煅燒2 — 4h，即得本發(fā)明的鋰摻雜憐酸鐵鎖廣品； 所述鋇源為碳酸鋇、氫氧化鋇、氯化鋇、硝酸鋇、氧化鋇、硫化鋇之一；鐵源為草酸亞鐵、二氯化鐵、三氯化鐵、氧化鐵等；磷酸根源為磷酸、磷酸鈉鹽，磷酸二氫銨或磷酸氫二銨之 所述摻雜元素源為碳酸鋰、氫氧化鋰、磷酸二氫鋰之一。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰摻雜磷酸鐵鋇的制備方法，其特征在于所述乙醇介質(zhì)是堿性的。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰摻雜磷酸鐵鋇的制備方法，其特征在于所述乙醇介質(zhì)為氨水一乙醇混合液。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種鋰摻雜磷酸鐵鋇的制備方法，其化學(xué)式為Ba(FePO4)2，其鋇源、鐵源、磷酸根源的原料，按照化學(xué)式Ba(FePO4)2的mol比例計量；摻雜元素源，按理論可生成磷酸鐵鋇的重量計，按0.1-5%范圍重量百分比，計算添加摻雜元素；混合后，在乙醇介質(zhì)中，高速球磨15-20h，用105-120℃烘干，得到前驅(qū)體，將烘干得到的前驅(qū)體置于高溫爐內(nèi)，在氮氣氛中，經(jīng)300-450℃高溫煅燒2-4h，即得產(chǎn)品；主要用作還原、脫氧劑、食品保鮮劑；電子元件、電池原料；冶煉、合金、玻璃生產(chǎn)添加劑等；具有原料充足，成本底，環(huán)保無污染等特點。
文檔編號H01M4/58GK102674306SQ20121016936
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月28日
發(fā)明者嚴(yán)積芳, 吳潤秀, 張健, 張雅靜, 李先蘭, 李安平, 李 杰, 王晶 申請人:李 杰