郭和一，闫康平，吴鹏程，王贵欣

（四川大学化学工程学院，成都 610065）

磷化工副产物磷铁制备锂电池正极材料LiFePO4的研究*

郭和一，闫康平†，吴鹏程，王贵欣

（四川大学化学工程学院，成都 610065）

本文从废物利用和可持续发展的角度出发，成功利用磷化工副产物磷铁制备了储能锂电池正极材料LiFePO4。从原料磷铁的粒度和碳包覆量两个方面对制备的LiFePO4性能进行了探究，磷铁粒度越小，制备的LiFePO4综合性能越好。当碳包覆量为6.5wt% 时，在0.1 C、0.2 C、0.5 C、1 C、2 C和5 C的倍率下，4000目磷铁制备的样品放电容量分别为153、150、143、130、115和103 mA·h/g，和传统昂贵原料制备的对应材料性能相当，表明利用磷铁制备能源材料具有良好的发展前景。

磷铁；锂电池；磷酸铁锂；粒度；碳包覆量；可持续发展

0 引 言

磷铁是一种Fe和P的金属间化合物，是磷化工和硅酸盐化工的主要副产物。2012年全国在磷铁矿、热法磷或钙镁磷肥等磷化工和硅酸盐化工中产生的废渣磷铁约有30万t（根据原料中铁含量不同，每生产1 t黄磷常副产磷铁80 kg ~ 200 kg），多作为废渣随意堆放[1,2]。随着磷矿资源的日益枯竭，磷铁副产物的高值循环利用亟待解决。磷铁原理上可以制备含有Fe和P元素的能源材料。目前锂离子电池的发展主要集中在锂锰电池、锂钴镍锰电池以及锂铁电池，其中橄榄石结构的磷酸亚铁锂由于具备储能电容量高、循环寿命长以及热稳定性好等优点，已成为锂离子电池首选的高安全正极材料之一[3-11]。LiFePO4的传统制备方法多选用FeC2O4·2H2O、Fe2O3和FePO4作为铁源[12-16]，但这些铁源价格昂贵，寻找一种新的价格低廉的原料以合成LiFePO4具有重要意义。……