三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料及制备方法技术

三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料及制备方法，所述复合正极材料由纳米片状的磷酸铁锂以质量比5～20:1均匀锚定于三维网状多孔石墨烯上形成。所述制备方法为：（1）在磷酸铁锂的醇溶液中，在搅拌下，加入硅烷偶联剂，搅拌反应后，离心，洗涤沉淀，烘干，得硅烷偶联剂修饰的磷酸铁锂纳米片；（2）分散于水中，在搅拌下，滴入氧化石墨烯水溶液，油浴加热反应，冷冻干燥，得三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料前驱体；（3）在保护气氛下，进行热处理，即成。本发明专利技术复合正极材料组装的电池放电比容量高、高倍率充放电性能及循环性能优异，导电性好；本发明专利技术方法工艺简单、成本低廉、适宜于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料及制备方法
本专利技术涉及一种复合正极材料及制备方法，具体涉及一种三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料及制备方法。
技术介绍
锂离子电池是目前最新型的化学电源，由两种能够可逆地嵌入和脱出锂离子的化合物作为正负极而构成，具有高能量密度、高功率密度、环境友好、使用寿命长和安全性能优越等优点，已成为理想的能量存储装置。在众多的锂离子电池正极材料中，磷酸铁锂（LiFePO4）由于具有较高的理论容量（170mAh/g），并且其稳定性好、成本低廉，是目前最具有前景的锂离子动力电池正极材料之一。但是，磷酸铁锂低的本征电子导电率和较慢的锂离子迁移速率，严重限制了其在锂离子电池中的广泛应用。CN106410143A公开了一种泡沫石墨烯/磷酸铁锂复合材料制备方法，所述泡沫石墨烯/磷酸铁锂复合材料中的泡沫石墨烯为磷酸铁锂提供了一个多孔结构空间，能在一定程度上增加磷酸铁锂材料的导电性。但是，由于泡沫结构本身优势在于“孔”，而不在于“网”，从而不能很好地抑制磷酸铁锂材料的团聚现象，其电化学性能也较差。CN106816591A公开了一种三明治结构的石墨烯/磷酸铁锂/石本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料，其特征在于：所述复合正极材料由纳米片状的磷酸铁锂以质量比5～20:1均匀锚定于三维网状多孔石墨烯上形成。

【技术特征摘要】
1.一种三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料，其特征在于：所述复合正极材料由纳米片状的磷酸铁锂以质量比5～20:1均匀锚定于三维网状多孔石墨烯上形成。2.根据权利要求1所述三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料，其特征在于：所述磷酸铁锂纳米片的厚度为10～50nm，片状大小为50～200nm；所述三维网状多孔石墨烯的孔径为0.5～10.0μm。3.一种如权利要求1或2所述三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）在磷酸铁锂的醇溶液中，在搅拌下，加入硅烷偶联剂，搅拌反应后，离心，洗涤沉淀，烘干，得硅烷偶联剂修饰的磷酸铁锂纳米片；（2）将步骤（1）所得硅烷偶联剂修饰的磷酸铁锂纳米片分散于水中，在搅拌下，滴入氧化石墨烯水溶液，油浴加热反应至混合悬浮溶液形成溶胶-凝胶，冷冻干燥，得三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料前驱体；（3）将步骤（2）所得三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料前驱体在保护气氛下，进行热处理，得三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料。4.根据权利要求3所述三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述磷酸铁锂的制备方法是：将磷酸和锂源的醇溶液先后滴入铁源的醇溶液中，搅拌均匀后，进行水热反应，自然冷却至室温，离心，洗涤沉淀，干燥，即成。5.根据权利要求4所述三维网状多孔石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料的制备方法，其特征在于：所述磷酸中磷元素、锂源的醇溶液中锂元素和铁源的醇溶液中铁元素的摩尔比为1.0～1.5:2.5～3.0:1；所述锂源的醇溶液的摩尔浓度为0.3～1.0mol/L；所述铁源的醇溶液的摩尔浓度为0.1～0.5mol/L；所述的锂源为碳酸锂、氢氧化锂或醋酸锂中的一种或几种；所述铁源为硫酸亚铁、醋酸亚铁或硝...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻万景，易旭，张福勤，张宝，戴琼雨，何文洁，童汇，胡生勇，郑俊超，张佳峰，廖寄乔，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43