一种分级多孔磷酸盐-石墨烯正极材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供一种具有三维结构的分级多孔磷酸盐-石墨烯正极材料，所述正极材料具有三维分级多孔结构；其中，所述磷酸盐化学式为LiMPO4，M为Fe、Co、Ni、Mn、Ti或V。本发明专利技术还提供了上述正极材料的制备方法。本发明专利技术还提供了上述正极材料在制备锂离子二次电池中的应用。该正极材料具有良好的循环性能和倍率性能，优越的低温性能，其电化学性能优良，安全可靠，有成为新型锂离子二次电池正极的潜力。该正极材料通过控制pH值诱导前驱体中的石墨烯进行液相自组装，获得具有三维结构的分级多孔磷酸盐-石墨烯正极材料，由于采用的是溶液相反应的方法，实验的可操作性强，其制备工艺简单、成本低廉。

Graded porous Phosphate Graphite positive electrode material, preparation method and application thereof

The present invention provides a three-dimensional porous phosphate graphene anode material, the cathode material has a three-dimensional porous structure; wherein, the phosphate chemical formula LiMPO4, M Fe, Co, Ni, Mn, Ti or V. The invention also provides a preparation method of the positive electrode material. The invention also provides the application of the positive electrode material in the preparation of the lithium ion two secondary battery. The cathode material has good cycle performance and high rate performance, excellent low temperature performance, excellent electrochemical performance, safe and reliable, and has the potential to be a positive electrode of a new type of lithium-ion secondary battery two. The cathode material by controlling the pH value induced by graphene precursor in liquid-phase self-assembly, obtained porous phosphate has a three-dimensional structure of graphene anode material, due to the use of the method of solution phase reaction, strong operability of the experiment, the preparation process is simple and low cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池材料科学领域，特别涉及一种分级多孔磷酸盐-石墨烯正极材料及其制备方法，还涉及包括该电极的锂离子二次电池。
技术介绍
能源问题和环境问题已成为当代社会迫切要解决的两大问题。采用清洁电能的新能源汽车代替原有的高污染的燃油动力汽车已势在必行。目前，新能源汽车的主要发展瓶颈是安全可靠的动力型电池的开发。锂离子电池具有传统的动力电池所不具备的高能量密度、环境相容性好、无记忆效应、工作性能稳定、安全可靠的优点，已成为新一代动力电源的发展方向。电极材料是决定锂离子电池综合性能优劣的关键因素之一。目前，广泛研究的锂离子正极材料有层状结构的LiCoO2，LiNiO2，三元材料，富锂材料；正尖晶石结构的LiMnO4及具有橄榄石结构的新材料LiFePO4，LiMnPO4等。在众多的锂离子二次电池电极材料中，磷酸亚铁锂（LiFePO4）材料以其独有的安全性能，超长的循环性能备受青睐。自1997年美国德克萨斯州立大学的Goodenough等首先发现LiFePO4的可逆脱嵌锂特性以来，人们本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有三维结构的分级多孔磷酸盐‑石墨烯正极材料，其特征在于：所述正极材料具有三维分级多孔结构；其中，所述磷酸盐化学式为LiMPO4，M为Fe、Co、Ni、Mn、Ti或V。

【技术特征摘要】
1.一种具有三维结构的分级多孔磷酸盐-石墨烯正极材料，其特征在于：所述正极材料
具有三维分级多孔结构；其中，所述磷酸盐化学式为LiMPO4，M为Fe、Co、Ni、
Mn、Ti或V。
2.权利要求1所述的具有三维结构的分级多孔磷酸盐-石墨烯正极材料的制备方法，其
特征在于：包括以下步骤：
（1）取锂盐、金属盐或金属氧化物、磷酸盐或磷酸溶于水中，加入氧化石墨烯和
柠檬酸，混匀，搅拌反应，得到溶胶；
（2）调pH至6-8，发生自组装反应；
（3）采用溶胶-凝胶法，在超声搅拌的条件下，40-80℃蒸发除去水分，烘干得磷酸
盐-石墨烯凝胶前驱体；
（4）将磷酸盐-石墨烯凝胶前驱体研磨，于充满氮气氛的管式炉内350-450℃热处
理1-5h；
（5）继续升温至600-900℃热处理5-10h，即得。
3.根据权利要求2所述的一种具有三维结构的分级多孔磷酸盐-石墨烯正极材料的制备
方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：范奇，孙岳明，雷立旭，王育乔，张袁健，齐齐，尹桂，代云茜，郑颖平，蒋伟，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32