專利名稱：一種磷酸鐵鋰與碳納米管復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋰離子電池正極材料磷酸鐵鋰/碳納米管的制備方法。
背景技術(shù)：
在過去的二十年中，由于鋰離子電池的比容量高、安全性能好等優(yōu)異性能而掀起了一場便攜式電子產(chǎn)品的科技革命。隨著新能源汽車產(chǎn)業(yè)成為國家七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一，作為動力之源，電池已成為新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。而鋰離子電池的快速發(fā)展為解決這一瓶頸提供技術(shù)支持。同時(shí)鋰離子電池也是可持續(xù)新能源最有效的貯存和使用方式。目前常見的鋰離子電池正極材料多采用LiC0O2^iNia8Coai5Alatl5O2, Li (Mn1/3Ni1/3Co1/3) O2以及LiMn2O4等材料，已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的正極材料主要是LiCoA材料。由于鈷的資源有限， 價(jià)格昂貴且有毒性，進(jìn)一步限制了它的商業(yè)化進(jìn)程。因此尋求一種質(zhì)優(yōu)、價(jià)廉、無污染、性能好的新型鋰離子電池正極材料已成為人們的迫切需求。嵌鋰磷酸鹽鋰離子電池正極材料， 特別是LWePO4正極材料憑借其自身的優(yōu)勢脫穎而出，贏得了電池科研工作者的青睞。它的實(shí)際容量可以達(dá)到理論容量的90%，在原料成本、環(huán)境保護(hù)、安全性能和大功率應(yīng)用方面更具優(yōu)勢，被譽(yù)為下一代鋰離子電池的首選后備材料。可橄欖石型LWePO4正極材料存在著三大主要問題電導(dǎo)率低、鋰離子擴(kuò)散系數(shù)低、振實(shí)密度低。這些缺陷則導(dǎo)致了其電化學(xué)性能比較不理想，進(jìn)而限制其進(jìn)一步的商業(yè)化使用。為了克服上述缺陷，科研人員開展了眾多研究，比如碳包覆和合金化，但是其效果較有限。最近，納米級的LiFePO4正極材料獲得了科研工作者越來越多的關(guān)注。納米級LiFePO4正極材料有著優(yōu)異的循環(huán)性能和高倍率充放電性能，這是因?yàn)榧{米顆粒能縮短電子和鋰離子的擴(kuò)散距離和擴(kuò)大有效的反應(yīng)區(qū)域?，F(xiàn)有納米級LiFePO4的制備方法主要有水熱法和溶劑熱法兩種，制備出的顆粒材料雖然粒徑能達(dá)到納米級，但是其形貌不很規(guī)則，尺寸分布也不均一，不能有效地解決鋰離子擴(kuò)散系數(shù)低和振實(shí)密度低的問題，其電導(dǎo)率還是比較低。而且用水熱法或者溶劑熱法制備納米級LWePCM 時(shí)，在顆粒的生長過程中顆粒表面沒有一層機(jī)械保護(hù)膜，不能阻止粒子進(jìn)一步聚集，從而產(chǎn)生團(tuán)簇現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提供了一種電化學(xué)性能優(yōu)良、可磷酸鐵鋰導(dǎo)電性能的磷酸鐵鋰與碳納米管復(fù)合材料的制備方法，
技術(shù)方案本發(fā)明的磷酸鐵鋰與碳納米管復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟
1)配制混合溶劑，同時(shí)稱取以下原料，各組分的含量以原料組分的摩爾數(shù)之和為總量計(jì)5 10%的亞鐵源、5 10%的磷酸根源、15 30%的鋰源、1(Γ 5%的還原劑、20 30%的表面活性劑和20 30%的碳納米管；
2)將所述鋰源和磷酸根源在容器中與步驟1)中所述混合溶劑混合攪拌配制成總摩爾濃度為0. 5^1. 5mol/L的溶液，然后將容器放置在超聲波清洗器中對溶液進(jìn)行超聲波分散溶解；
3)攪拌步驟2)中得到的溶液，同時(shí)依次加入亞鐵源和還原劑，然后進(jìn)行超聲波分散溶解，從而得到總摩爾濃度為廣1. 5mol/L的混合液；
4)將表面活性劑加入到步驟3)得到的混合液中，然后進(jìn)行超聲波分散溶解。5)將碳納米管加入到步驟4)得到的溶液中，通過超聲波分散溶解使其充分混合。6)將步驟5)得到的的溶液置入聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中，在16(T20(TC下反應(yīng) 6、h，反應(yīng)后冷卻至室溫，將反應(yīng)釜的生成物倒入真空抽濾機(jī)的漏斗中，一邊真空抽濾，一邊交替用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，最后在漏斗中的濾紙上得到墨綠色的粉末；將所述墨綠色的粉末放入鼓風(fēng)干燥箱中40°C下干燥他，得到磷酸鐵鋰/碳納米管前驅(qū)體；
7)稱量步驟6)得到的磷酸鐵鋰/碳納米管前驅(qū)體，然后將其與占上述磷酸鐵鋰/碳納米管前驅(qū)體質(zhì)量百分比含量為25、0%的蔗糖混合后放入管式爐中，在惰性氣體的保護(hù)下 60(T80(TC煅燒6 10小時(shí)，得到磷酸鐵鋰/碳納米管復(fù)合材料。本發(fā)明中的亞鐵源是氯化亞鐵、醋酸亞鐵、草酸亞鐵、七水合硫酸亞鐵中的一種或者任意幾種的組合。本發(fā)明中的磷酸根源是磷酸二氫銨、磷酸氫銨、磷酸鐵、磷酸中的一種或者任意幾種的組合。本發(fā)明中的鋰源是一水合氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、磷酸二氫鋰中的一種或者任意幾種的組合。
本發(fā)明中的還原劑是抗壞血酸、檸檬酸、碳酸中的一種或者任意幾種的組合。本發(fā)明中，步驟1)中的混合溶劑是乙醇、乙二醇、丙醇、異丙醇、去離子水中的任意幾種的組合。當(dāng)是兩種液體組合時(shí)，各成分體積的比例為1:1、1:2的任意一種；當(dāng)是三種液體組合時(shí)，各成分體積比例為1 1 1、1 1 2、1 2 3的任意一種；當(dāng)是四種液體組合時(shí)，各成分體積比例為 1 1 1 1、1 1 1 2、1 1 2 3、1 2 3 4 的任意一種。本發(fā)明中的碳納米管是單壁碳納米管、雙壁碳納米管、多壁碳納米管中的一種或者任意幾種的組合。本發(fā)明中的表面活性劑是聚乙二醇，硬脂酸、脂肪酸甘油酯、聚乙烯吡咯烷酮、季銨化物、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或者任意幾種的組合。本發(fā)明中的惰性氣體是氦氣、氮?dú)狻鍤?、氖氣中的一種或者任意幾種的組合。有益效果現(xiàn)有的納米Lii^ePO4制備方法雖然能合成出納米級的顆粒，但是其形貌不很規(guī)則，尺寸分布也不均一，易發(fā)生團(tuán)簇現(xiàn)象，因此本發(fā)明方法在其合成過程中加入表面活性劑和碳納米管，可以得到形貌規(guī)則，粒徑較小及分布均一的納米顆粒，而且使碳納米管植入到顆粒內(nèi)部或包覆在表面，形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而大大地改善磷酸鐵鋰的導(dǎo)電性能。
本發(fā)明方法在合成過程中添加表面活性劑，在顆粒的生長過程中吸附在顆粒表面并阻止粒子進(jìn)一步的聚集或者形成一定形狀的膠束，起到了控制粒徑和形貌的作用并阻止團(tuán)簇現(xiàn)象的發(fā)生，就可以制備出形貌規(guī)則，粒徑更小及分布均一的納米顆粒，能縮短電子和鋰離子的擴(kuò)散距離和擴(kuò)大有效的反應(yīng)區(qū)域，從而更有效地提高了鋰離子擴(kuò)散系數(shù)和振實(shí)密度， 提高其電化學(xué)性能。本發(fā)明方法在合成過程中加入碳納米管，可以將其植入到顆粒當(dāng)中或者包覆在其表面，就形成體積電阻率很小的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，從而大大提高磷酸鐵鋰的導(dǎo)電性能，有效解決了其電導(dǎo)率低的問題，使其充放電性能更為優(yōu)異。另外本發(fā)明的制備方法具有工藝簡單、容易操作控制、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、材料性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。


圖1是實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的LiiieP04/CNT復(fù)合材料的X-射線粉末衍射圖2是實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的Li!^P04/CNT復(fù)合材料的交流阻抗圖； 圖3是實(shí)施例1、實(shí)施例2和實(shí)施例3的Li!^P04/CNT復(fù)合材料的0. IC下首次充放電曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面以實(shí)施例來說明本發(fā)明的方法，以使本專業(yè)的技術(shù)人員更全面的理解本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍和實(shí)施方式并不局限于下列實(shí)施例。本發(fā)明中的鋰源可以是一水合氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、磷酸二氫鋰中的一種或者任意幾種的組合。本發(fā)明中的亞鐵源可以是氯化亞鐵、醋酸亞鐵、草酸亞鐵、七水合硫酸亞鐵中的一種或者任意幾種的組合。本發(fā)明中的磷酸根源可以是磷酸二氫銨、磷酸氫銨、磷酸鐵、磷酸中的一種或者任意幾種的組合。
本發(fā)明中的還原劑可以是抗壞血酸、檸檬酸、碳酸中的一種或者任意幾種的組合。本發(fā)明步驟1)中的混合溶劑可以是乙醇、乙二醇、丙醇、異丙醇、去離子水中的任意幾種的組合。當(dāng)是兩種液體組合時(shí)，各成分體積的比例為1:1、1:2的任意一種；當(dāng)是三種液體組合時(shí)，各成分體積比例為1 1 1、1 1 2、1 23的任意一種；當(dāng)是四種液體組合時(shí)，各成分體積比例為1:1:1:1、1:1:1:2、1:1:2:3、1:2:3:4的任意一種。本發(fā)明中的碳納米管可以是單壁碳納米管、雙壁碳納米管、多壁碳納米管中的一種或者任意幾種的組合。本發(fā)明中的表面活性劑可以是聚乙二醇，硬脂酸、脂肪酸甘油酯、聚乙烯吡咯烷酮、季銨化物、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或者任意幾種的組合。實(shí)施例1
1)將去離子水和乙二醇(V7K:Vi=e=l:l)配制成混合溶劑，同時(shí)按1:1:3:3:6:6的摩爾比稱取原料0. Olmol FeSO4 · 7Η20、0· Olmol H3PO4、0. 03mol LiOH · Η20、0· OIBmol 檸檬酸、0. 06mol聚乙烯吡咯燒酮K-30 (polyvinylpyrrolidone,PVP)或聚乙二醇-400低分子 (polyethylene glycol, PEG-400)和 0. 06mol 單壁碳納米管(CNT)；
2)取步驟1)中配制的混合溶劑60ml，首先將LiOH· H2O和H3PO4在燒杯中與混合溶劑混合攪拌配制成總摩爾濃度為0. 67mol/L的溶液，然后將燒杯放置在超聲波清洗器中對溶液進(jìn)行超聲波分散溶解；
3)將步驟2)中得到的溶液邊攪拌邊依次加入i^S04*7H20和檸檬酸，然后進(jìn)行超聲波分散溶解，從而得到總摩爾濃度1. 33mol/L的混合液；
4)將表面活性劑聚乙烯吡咯烷酮K-30高分子(polyvinylpyrrolidone，PVP)或聚乙二醇-400低分子(polyethylene glycol, PEG-400)，加入到步驟3)中得到的混合液中，然后超聲波分散溶解；
5)將單壁碳納米管(CNT)加入到步驟4)中得到的溶液中，通過超聲波分散溶解使其充分混合；
6)將步驟5)中得到的的溶液置入聚四氟乙烯(PTFE，Polytetra fluoro ethylene ptfe)高壓反應(yīng)釜中在16(T200°C下反應(yīng)6、h，反應(yīng)后冷卻至室溫，將反應(yīng)釜的生成物倒入真空抽濾機(jī)的漏斗中，一邊真空抽濾，一邊交替用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，最后在漏斗中的濾紙上得到墨綠色的粉末，將所述墨綠色的粉末放入鼓風(fēng)干燥箱中40°C下干燥他，得到磷酸鐵鋰/碳納米管前驅(qū)體；
7)將步驟6)得到的磷酸鐵鋰/碳納米管前驅(qū)體與占上述前驅(qū)體質(zhì)量百分比含量為 25%的蔗糖混合后放入管式爐中，向管式爐裝置中通入氮?dú)?，在?duì)的保護(hù)下60(T80(TC煅燒 6^10小時(shí)，就得到磷酸鐵鋰/碳納米管復(fù)合材料。采用Philips 的 XPert Pro MPD 型 X-射線衍射儀(CuKa1，λ = 0. 1544nm，管壓為40 kV，管流為40 mA)對得到的樣品進(jìn)行物相分析。將得到的LiFePO4/碳納米管樣品與乙炔黑、PVDF按照質(zhì)量比80:12:8混合均勻， 用N-甲基吡咯烷酮作溶劑調(diào)成均勻的漿料，將其均勻地涂在直徑為Icm的鋁箔圓片上，然后在100°C下干燥M小時(shí)，干燥后用粉末液壓機(jī)將正極片在20MPa下壓實(shí)。采用鋰片為負(fù)極，Celgard2300聚丙烯微孔膜為隔膜，1.0 mol/ L的LiPF6/EC+DMC (1:1)為電解液，在氮?dú)獗Ｗo(hù)下Vigor VG1200/750TS真空手套箱中組裝成CR2032型電池。用LAND充放電測試儀來測其性能，充放電倍率為0. 1C，充放電電壓范圍為2. OV-4. 2V ；用辰華CHI660D電化學(xué)工作站來測試其交流阻抗。經(jīng)XRD分析顯示LiFePO4為純相，且結(jié)晶性較好，如圖1所示。 圖2給出了該復(fù)合材料的交流阻抗圖，高頻區(qū)圓弧半徑的大小意味著材料顆粒之間的電阻大小，從圖中可以分析得出該材料顆粒之間的電阻較小，其循環(huán)性能較好。由圖3可見，在 0. IC倍率下，曲線在3. 4V左右出現(xiàn)了平緩的充放電平臺，接近于LiFePO4顆粒平臺電壓的理論值(3. 45V)，并且充放電平臺電壓的差值很小，說明材料的動力學(xué)性能優(yōu)良。首次放電比容量達(dá)到157. 1 mAh. g、接近于LiFePO4的理論比容量了(169 mAh. g’，說明PVP高分子或聚乙二醇-400低分子(polyethylene glycol, PEG-400)和碳納米管的添加提高了材料的放電性能。實(shí)施例2 將去離子水和乙二醇“水^己二醇力丄)配制成混合溶劑，同時(shí)按 1:1:3:5/3:10/3:10/3 的摩爾比稱取原料0. Olmol FeSO4 · 7H20、0. Olmol Η3Ρ04、0· 03mol LiOH · H20,0. 0167mol 檸檬酸、0. 033mol 聚乙烯吡咯烷酮 K-30 (polyvinylpyrrolidone, PVP)或聚乙二醇-400 低分子(polyethylene glycol，PEG_400)和 0. 033mol 單壁碳納米管 (CNT);步驟2)中的鋰源和磷酸根源配制溶液濃度為0. 5mol/L，步驟3)中加入亞鐵源和還原劑后的溶液濃度為1. 5mol/L，步驟7)中蔗糖加入量為占前驅(qū)體質(zhì)量百分比為37%。材料合成和制備的其他步驟、電極制作、電池組裝、表征技術(shù)、測試條件與實(shí)施例1 中一致。經(jīng)XRD分析顯示LiFePO4為純相，且結(jié)晶性較好，如圖1所示。圖2給出了該復(fù)合材料的交流阻抗圖，和例1、例3對比下高頻區(qū)的圓弧半徑大小，可以分析得出該材料顆粒之間的電阻是最大的，其循環(huán)性能也是最差。由圖3可見，在0. IC倍率下，曲線在3. 4V左右出現(xiàn)了平緩的充放電平臺，接近于LiFePO4顆粒平臺電壓的理論值(3. 45V)，并且充放電平臺電壓的差值很小，說明材料的動力學(xué)性能優(yōu)良。首次放電比容量達(dá)到147. 6 mAh.g-1， 較接近于LiFePO4的理論比容量了(169 mAh. g_l)，但是沒有實(shí)施例1的比容量高。實(shí)施例3 將去離子水和乙二醇“水^己二醇力丄)配制成混合溶劑，同時(shí)按 1:1:3:1:2:2 的摩爾比稱取原料0. Olmol FeSO4 ·7Η20、0· Olmol H3PO4、0. 03mol LiOH ·Η20、 0. Olmol 檸檬酸、0. 02mol 聚乙烯吡咯烷酮 K-30 (polyvinylpyrrolidone, PVP)或聚乙二醇-400 低分子(polyethylene glycol, PEG-400)和 0. 02mol 單壁碳納米管(CNT)；步驟 2) 中的鋰源和磷酸根源配制溶液濃度為1. 5mol/L，步驟3)中加入亞鐵源和還原劑后的溶液濃度為lmol/L，步驟7)中蔗糖加入量為占前驅(qū)體質(zhì)量百分比為40%。材料合成和制備的其他步驟、電極制作、電池組裝、表征技術(shù)、測試條件與實(shí)施例1 中一致。經(jīng)XRD分析顯示LiFePO4*純相，且結(jié)晶性較好，如圖1所示。圖2給出了該復(fù)合材料的交流阻抗圖，和例1、例2對比下高頻區(qū)的圓弧半徑大小，可以分析得出該材料顆粒之間的電阻是最小的，其循環(huán)性能比例1和例2都要好。由圖3可見，在0. IC倍率下，曲線在3. 4V左右出現(xiàn)了平緩的充放電平臺，接近于Lii^ePO4顆粒平臺電壓的理論值(3. 45V)，并且充放電平臺電壓的差值很小，說明材料的動力學(xué)性能優(yōu)良。首次放電比容量達(dá)到131.6 mAh. g-Ι，比較接近于Lii^ePO4的理論比容量了(169 mAh. g_l)，但是都沒有例1和例2的比容量高。實(shí)施例4 亞鐵源采用氯化亞鐵，磷酸根源采用磷酸二氫銨，鋰源采用硝酸鋰，還原劑采用抗壞血酸，表面活性劑采用硬脂酸，碳納米管采用雙壁碳納米管，其他同實(shí)施例1。實(shí)施例5 亞鐵源采用醋酸亞鐵，磷酸根源采用磷酸氫銨，鋰源采用碳酸鋰和硝酸鋰，還原劑采用碳酸和檸檬酸，表面活性劑采用脂肪酸甘油酯和聚乙烯吡咯烷酮，碳納米管采用多壁碳納米管，其他同實(shí)施例1。實(shí)施例6 亞鐵源采用氯化亞鐵和草酸亞鐵，磷酸根源采用磷酸鐵，鋰源采用 LiOH · H2O和磷酸二氫鋰，還原劑采用抗壞血酸和檸檬酸，表面活性劑采用季銨化物和十二烷基苯磺酸鈉，碳納米管采用單壁碳納米管、雙壁碳納米管和多壁碳納米管的組合，其他同實(shí)施例2。實(shí)施例7 亞鐵源采用草酸亞鐵，磷酸根源采用磷酸二氫銨，鋰源采用硝酸鋰，還原劑采用抗壞血酸、檸檬酸和碳酸，表面活性劑采用聚乙二醇、脂肪酸甘油酯和聚乙烯吡咯烷酮的組合，碳納米管采用單壁碳納米管和多壁碳納米管的組合，其他同實(shí)施例2。實(shí)施例8 亞鐵源采用醋酸亞鐵和!^SO4 · 7H20,磷酸根源采用磷酸二氫銨和磷酸， 鋰源采用碳酸鋰和磷酸二氫鋰，還原劑采用抗壞血酸和碳酸，表面活性劑采用硬脂酸和季銨化物，碳納米管采用多壁碳納米管，其他同實(shí)施例3。實(shí)施例9 亞鐵源采用醋酸亞鐵、草酸亞鐵和!^SO4 · 7H20,磷酸根源采用磷酸氫銨和磷酸，鋰源采用LiOH · H2O和硝酸鋰，還原劑采用抗壞血酸和碳酸的組合，表面活性劑采用硬脂酸和聚乙烯吡咯烷酮的組合，碳納米管采用雙壁碳納米管，其他同實(shí)施例3。
權(quán)利要求
1.一種磷酸鐵鋰與碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟1)配制混合溶劑，同時(shí)稱取以下原料，各組分的含量以原料組分的摩爾數(shù)之和為總量計(jì)5 10%的亞鐵源、5 10%的磷酸根源、15 30%的鋰源、1(Γ 5%的還原劑、20 30%的表面活性劑和20 30%的碳納米管；2)將所述鋰源和磷酸根源在容器中與步驟1)中所述混合溶劑混合攪拌配制成總摩爾濃度為0. 5^1. 5mol/L的溶液，然后將容器放置在超聲波清洗器中對溶液進(jìn)行超聲波分散溶解；3)攪拌步驟2)中得到的溶液，同時(shí)依次加入亞鐵源和還原劑，然后進(jìn)行超聲波分散溶解，從而得到總摩爾濃度為廣1. 5mol/L的混合液；4)將表面活性劑加入到步驟3)得到的混合液中，然后進(jìn)行超聲波分散溶解；5)將碳納米管加入到步驟4)得到的溶液中，通過超聲波分散溶解使其充分混合；6)將步驟5)得到的的溶液置入聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中，在16(T20(TC下反應(yīng)6、h， 反應(yīng)后冷卻至室溫，將反應(yīng)釜的生成物倒入真空抽濾機(jī)的漏斗中，一邊真空抽濾，一邊交替用去離子水和乙醇反復(fù)洗滌，最后在漏斗中的濾紙上得到墨綠色的粉末；將所述墨綠色的粉末放入鼓風(fēng)干燥箱中40°C下干燥他，得到磷酸鐵鋰/碳納米管前驅(qū)體；7)稱量步驟6)得到的磷酸鐵鋰/碳納米管前驅(qū)體的質(zhì)量，然后將其與占所述磷酸鐵鋰 /碳納米管前驅(qū)體質(zhì)量百分比含量為25、0%的蔗糖混合后放入管式爐中，在惰性氣體的保護(hù)下60(T80(TC煅燒6 10小時(shí)，得到磷酸鐵鋰/碳納米管復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰與碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的亞鐵源是氯化亞鐵、醋酸亞鐵、草酸亞鐵、七水合硫酸亞鐵中的一種或者任意幾種的組口 O
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰與碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的磷酸根源是磷酸二氫銨、磷酸氫銨、磷酸鐵、磷酸中的一種或者任意幾種的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰與碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的鋰源是一水合氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、磷酸二氫鋰中的一種或者任意幾種的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰與碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的還原劑是抗壞血酸、檸檬酸、碳酸中的一種或者任意幾種的組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰與碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中的混合溶劑是乙醇、乙二醇、異丙醇、去離子水中的任意幾種的組合；當(dāng)是兩種液體組合時(shí)，各成分體積比例為1:1、1:2的任意一種；當(dāng)是三種液體組合時(shí)，各成分體積比例為1:1:1、1:1:2、1:2:3的任意一種；當(dāng)是四種液體組合時(shí)，各成分體積比例為1:1:1:1、 1:1:1:2,1:1:2:3,1:2:3:4 的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰與碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的表面活性劑是聚乙二醇，硬脂酸、脂肪酸甘油酯、聚乙烯吡咯烷酮、季銨化物、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或者任意幾種的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰與碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的碳納米管是單壁碳納米管、雙壁碳納米管、多壁碳納米管中的一種或者任意幾種的組合 O
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磷酸鐵鋰與碳納米管復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的惰性氣體是氦氣、氮?dú)?、氬氣、氖氣中的一種或者任意幾種的組合。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種磷酸鐵鋰與碳納米管復(fù)合材料的制備方法，將鋰源和磷酸根源溶于用醇和水配制的混合液劑中，配成反應(yīng)溶液，然后加入亞鐵源和還原劑，再加入表面活性劑，最后加入碳納米管，在聚四氟乙烯高壓反應(yīng)釜中160~200℃下反應(yīng)6~8小時(shí)，所得的前驅(qū)體在600~800℃和惰性氣體保護(hù)下煅燒6~10小時(shí)，就制備出性能優(yōu)良的磷酸鐵鋰/碳納米管復(fù)合材料。本發(fā)明制得的磷酸鐵鋰具有純度高、粒徑小，形貌規(guī)則等優(yōu)點(diǎn)，而且碳納米管植入了磷酸鐵鋰顆粒內(nèi)部或包覆在其表面，起到了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的作用，從而使該復(fù)合材料具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，是制作鋰離子電池的理想正極材料。
文檔編號H01M4/62GK102569796SQ20121001381
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月17日
發(fā)明者婁永兵, 朱林 申請人:東南大學(xué)