一种高性能磷酸铁锂复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术属于锂离子电池材料制备领域，具体的说是一种高性能磷酸铁锂复合材料及其制备方法，具体的说是首先通过高速粒子束轰击将纳米金属或纳米金属化合物材料植入磷酸铁锂的表层中，之后浸泡于催化剂溶液中，再通过化学气相法沉积法在其表面生长石墨烯以提高材料的导电性及其倍率性能。其制备出的材料通过化学键将石墨烯生长于磷酸铁锂表面明显提高其材料的压实密度及其导电性，及其利用粒子注入法精确控制掺杂金属在材料表面的均匀性及其深度和数量，提高其材料的比容量，并应用于高比能量密度锂离子电池。

High performance lithium iron phosphate composite material and preparation method thereof

The invention belongs to the preparation field of lithium ion battery material, in particular, a high performance lithium iron phosphate composite material and its preparation method. In particular, the nano metal or nano metal compound material is implanted in the surface of lithium iron phosphate by high speed particle beam bombardment, then soaked in the catalyst solution and then through the catalyst solution. Shi Moxi was grown on the surface by chemical vapor deposition to improve the electrical conductivity and rate performance of the material. The prepared materials can increase the compacting density and conductivity of the material by using the chemical bond to increase the density and conductivity of the material on the surface of the lithium iron phosphate, and accurately control the uniformity, the depth and the quantity of the doped metal on the surface of the material by the particle injection method, and improve the specific volume of the material, and apply it to the high specific energy density lithium. Subbattery.

【技术实现步骤摘要】
一种高性能磷酸铁锂复合材料及其制备方法
本专利技术属于锂离子电池材料领域，具体的涉及一种高性能磷酸铁锂复合材料及其制备方法。
技术介绍
锂离子电池正极材料磷酸铁锂(LiFePO4)理论容量为170mAh/g，可逆充电比容量较高，同时又具有原料来源广泛、污染低、安全性好、循环寿命长等优势，是目前较为理想的动力型和储能型锂离子电池正极材料。但是，磷酸铁锂的离子传导率和电子传导率均较低，只适合在小电流密度下进行充放电，高倍率充放电时比容量降低，这限制了该材料的应用，同时其比容量偏低，限制其在高比能量密度锂离子电池领域的推广。虽然国内外对磷酸铁锂进行了大量的改性研究来提高磷酸铁锂的导电性能，主要包括制备纳米级LiFePO4、碳包覆、金属离子掺杂等方式，而碳包覆是最常用简单的方法，即主要通过在磷酸铁锂表面包覆葡糖糖、蔗糖等碳源有机物提高其导电性，比如专利（200610035986.1）公开了一种高压固相合成磷酸铁锂正极材料的方法，该方法其主要将锂盐、铁盐、磷酸盐按锂、铁、磷的化学计量比为1∶1∶1的比例混合均匀，球磨6～24h得到前驱体，并在其表面包覆碳材料，专利技术方法工艺简单，原料来源丰富本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能磷酸铁锂复合材料，其特征在于，所述的磷酸铁锂复合材料由磷酸铁锂及其纳米金属或纳米金属化合物组成复合体，并在复合体表面包覆石墨烯组成；其中所述的纳米金属或纳米金属化合物的质量占磷酸铁锂质量的0.5%～5%；所述石墨烯的质量占磷酸铁锂质量的0.5%～5%。

【技术特征摘要】
1.一种高性能磷酸铁锂复合材料，其特征在于，所述的磷酸铁锂复合材料由磷酸铁锂及其纳米金属或纳米金属化合物组成复合体，并在复合体表面包覆石墨烯组成；其中所述的纳米金属或纳米金属化合物的质量占磷酸铁锂质量的0.5%～5%；所述石墨烯的质量占磷酸铁锂质量的0.5%～5%。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述纳米金属或纳米金属化合物粒径为100nm～500nm；所述的纳米金属为纳米钛单质、纳米镁单质、纳米锰单质、纳米钒单质、纳米铌单质、纳米铬单质或纳米锌单质；所述纳米金属化合物为纳米钛氟化物、纳米镁氟化物、纳米锰氟化物、纳米钒氟化物、纳米铌氟化物、纳米铬氟化物，纳米锌氟化物。3.一种权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，采用以下步骤：1）磷酸铁锂前驱体制备：通过粒子注入法将纳米金属或纳米金属化合物植入在磷酸铁锂本体材料的表层中得到前驱体材料A，配制浓度为5%-20%的催化剂溶液，将所述催化剂溶液与柠檬酸混合得混合溶液B，然后将前驱体材料A添加到混合溶液B中，在温度为20℃～100℃浸泡1h～24h，之后通过真空干燥、粉碎得到...

【专利技术属性】
技术研发人员：李桂臣，朱涛，
申请(专利权)人：山东丰元化学股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37