LiMnPO4/C复合纳米纤维及其制备方法与应用技术

本发明专利技术属于储能材料领域，具体为一种锂离子电池正极材料LiMnPO4/C复合纳米纤维的制备方法。本发明专利技术制备过程包括：以无水醋酸锂(CH3COOLi)、四水醋酸锰(Mn(CH3COO)2·4H2O)、五氧化二磷(P2O5)为合成原料，以聚合物为碳源，以乙醇为溶剂，通过静电纺丝和高温碳化法制备得到LiMnPO4/C复合纳米纤维材料。本发明专利技术所制备的LiMnPO4/C纳米纤维复合材料具有比容量高，工作电压高、倍率性能好、循环稳定性好等优点；本发明专利技术制备的LiMnPO4/C复合纳米纤维材料形貌可控，LiMnPO4纳米颗粒均匀分布在聚合物热解原位生成的多孔碳纳米纤维中，形成均一的三维导电网络结构。本发明专利技术制备工艺简单，合成条件较易控制，适合工业化生产，可作为理想的高性能锂离子电池正极材料。

LiMnPO4/C composite nanofibers and their preparation methods and Applications

The invention belongs to the field of energy storage materials, in particular to a preparation method of LiMnPO4/C composite nanofibers as cathode material for lithium ion batteries. The preparation process of the invention includes: using anhydrous lithium acetate (CH3COOLi), manganese acetate tetrahydrate (Mn (CH3COO) 2.4H 2, phosphorus pentoxide (P2O5) as raw materials, using polymer as carbon source, ethanol as solvent, preparing LiMnPO4/C composite nanofibers by electrospinning and high temperature carbonization. The LiMnPO4/C nanofiber composite prepared by the invention has the advantages of high specific capacity, high working voltage, good rate performance and good cycle stability; the morphology of the LiMnPO4/C composite nanofiber material prepared by the invention is controllable, and the LiMnPO4 nanoparticles are evenly distributed in the porous carbon nanofibers in situ generated by the pyrolysis of the polymer, forming a uniform three-dimensional conductive network structure. The preparation process of the invention is simple, the synthesis conditions are easy to control, and is suitable for industrial production, and can be used as an ideal cathode material for high performance lithium ion batteries.

【技术实现步骤摘要】
LiMnPO4/C复合纳米纤维及其制备方法与应用
本专利技术属于储能材料领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料LiMnPO4/C复合纳米纤维的制备方法。
技术介绍
随着能源问题的日趋严峻，在过去半个世纪内，由于具有工作电压高、稳定性好、比能量高、无污染和工作温度范围宽等优点，锂离子二次电池已经成为各种便捷式电子产品的理想电源。锂离子电池的安全性能和倍率性能很大程度上取决于正极材料，当前正极材料的研究滞后于其他电池材料，因此提高锂离子电池的性能关键在于提高正极材料的性能。作为锂离子电池正极材料，橄榄石结构LiMnPO4材料具有低成本、工作电压高、环境友好、比容量大、结构稳定等优点而备受关注。然而此材料的电子电导率和离子电导率较低，导致其实际容量较低、倍率性能较差，限制了其实际应用。针对这两个问题，研究者们主要围绕以下三个目标进行改进：1、将材料纳米化或构建特殊的形貌，缩短电子与锂离子的扩散路径，同时增大材料与电解液的接触面积；2、在材料中建立导电网络或改善材料自身的电子电导率；3、改善材料的锂离子扩散率或设法利用材料晶体结构中固有的快离子通道。碳纳米纤维拥有优异的物理化学性能，如较高的导本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池正极材料LiMnPO4/C复合纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将CH3COOLi、Mn(CH3COO)2·4H2O、P2O5加入到乙醇溶剂中，加热搅拌得到灰色悬浮液，然后将聚合物加入到上述灰色悬浮液中，加热搅拌使之完全溶解，制备得到均一的前驱物分散液；步骤2：将步骤1得到的前驱物分散液进行静电纺丝，得到前驱物复合纳米纤维膜；步骤3：将步骤2得到的前驱物复合纳米纤维膜置于管式炉中，在氮气或惰性气体保护下高温碳化，制备得到LiMnPO4/C复合纳米纤维。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池正极材料LiMnPO4/C复合纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将CH3COOLi、Mn(CH3COO)2·4H2O、P2O5加入到乙醇溶剂中，加热搅拌得到灰色悬浮液，然后将聚合物加入到上述灰色悬浮液中，加热搅拌使之完全溶解，制备得到均一的前驱物分散液；步骤2：将步骤1得到的前驱物分散液进行静电纺丝，得到前驱物复合纳米纤维膜；步骤3：将步骤2得到的前驱物复合纳米纤维膜置于管式炉中，在氮气或惰性气体保护下高温碳化，制备得到LiMnPO4/C复合纳米纤维。2.如权利要求1所述锂离子电池正极材料LiMnPO4/C复合纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1中CH3COOLi、Mn(CH3COO)2·4H2O、P2O5的摩尔比为2:2:1。3.如权利要求1所述锂离子电池正极材料LiMnPO4/C复合纳米纤维的制备方法，其特征在于，所述步骤1中乙醇相对于CH3COOLi、Mn(CH3COO)2·4H2O、P2O5的总质量比为2.5～5:1。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：王丽娜，杨浩，刘天西，
申请(专利权)人：东华大学，
类型：发明
国别省市：上海,31