一种钽掺杂/多孔金属纳米粒子包覆改性的磷酸铁锂材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种钽掺杂/多孔金属纳米粒子包覆改性的磷酸铁锂材料的制备方法，涉及锂离子电池技术领域，包括以下步骤：将铁源和磷源溶于去离子水，搅拌均匀，然后加入过氧化氢，得絮状沉淀，继续搅拌反应，过滤，洗涤，干燥，得前驱体；将锂源、还原剂分散到有机溶剂中，然后加入前驱体，搅拌反应，离心、洗涤、真空干燥，得磷酸铁锂；将磷酸铁锂与金属钽粉混合，于保护气氛下退火处理，得钽掺杂的磷酸铁锂材料；将钽掺杂的磷酸铁锂材料和多孔金属纳米粒子混合球磨、煅烧，即得。本发明专利技术合成的磷酸铁锂正极材料结构稳定性高、导电性好，利用该材料制备的电池电化学性能稳定且一致性好，循环性能和倍率性能得到大幅度提高。

【技术实现步骤摘要】
一种钽掺杂/多孔金属纳米粒子包覆改性的磷酸铁锂材料的制备方法
本专利技术涉及锂离子电池
，尤其涉及一种钽掺杂/多孔金属纳米粒子包覆改性的磷酸铁锂材料的制备方法。
技术介绍
锂离子电池主要包含正极、电解质和负极三个部分。其中，锂离子电池正极材料是决定电池电化学性能、安全性能、能量密度以及价格成本的的关键因素。目前，锂离子电池正极材料有很多，比如钴系正极材料、镍系正极材料、锰系正极材料、磷酸铁锂正极材料等。其中，橄榄石型的磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料的理论容量为170mAh/g，可逆充放电比容量较高，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，由于自身结构的限制，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。目前，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、制备多孔LiFePO4、金属离子掺杂等方式，但是，上述方法制备本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钽掺杂/多孔金属纳米粒子包覆改性的磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、磷酸铁锂制备：将铁源和磷源溶于去离子水，搅拌均匀，然后加入过氧化氢，得絮状沉淀，继续搅拌反应，过滤，洗涤，干燥，得前驱体；将锂源、还原剂分散到有机溶剂中，然后加入前驱体，搅拌反应，离心、洗涤、真空干燥，得磷酸铁锂；/nS2、钽掺杂：将磷酸铁锂与金属钽粉混合，于保护气氛下退火处理，得钽掺杂的磷酸铁锂材料；/nS3、多孔金属纳米粒子包覆：将S2中的钽掺杂的磷酸铁锂材料和多孔金属纳米粒子加入到球磨罐中进行球磨，将球磨得到的混合粉末于保护气氛下煅烧，冷却，即得钽掺杂/多孔金属纳米粒子包覆改性的磷酸铁锂...

【技术特征摘要】
1.一种钽掺杂/多孔金属纳米粒子包覆改性的磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、磷酸铁锂制备：将铁源和磷源溶于去离子水，搅拌均匀，然后加入过氧化氢，得絮状沉淀，继续搅拌反应，过滤，洗涤，干燥，得前驱体；将锂源、还原剂分散到有机溶剂中，然后加入前驱体，搅拌反应，离心、洗涤、真空干燥，得磷酸铁锂；
S2、钽掺杂：将磷酸铁锂与金属钽粉混合，于保护气氛下退火处理，得钽掺杂的磷酸铁锂材料；
S3、多孔金属纳米粒子包覆：将S2中的钽掺杂的磷酸铁锂材料和多孔金属纳米粒子加入到球磨罐中进行球磨，将球磨得到的混合粉末于保护气氛下煅烧，冷却，即得钽掺杂/多孔金属纳米粒子包覆改性的磷酸铁锂正极材料。


2.根据权利要求1所述的钽掺杂/多孔金属纳米粒子包覆改性的磷酸铁锂材料的制备方法，S1中，加入过氧化氢，得絮状沉淀，继续搅拌反应4-12h；优选地，将锂源、还原剂分散到有机溶剂中，然后加入前驱体，于60-80℃下搅拌反应6-12h。


3.根据权利要求1或2所述的钽掺杂/多孔金属纳米粒子包覆改性的磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，S2中，保护气氛下，于600-750℃退火处理2-10h。


4.根据权利要求1-3任一项所述的钽掺杂/多孔金属纳米粒子包覆改性的磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，S3中，采用干法球磨6-18h；优选地，球磨珠粒径为5-10mm，球磨机转速为200-2000rad/min，球磨珠与球磨物料的质量比为1：1-2。


5.根据权利要求1-4任一项所述的钽掺杂/多孔金属纳米粒子包覆改性的磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，S3中，保护气氛下，于700-900℃煅烧2-10h；优选地，升温速率为2-10℃/min。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：林浩，郑刚，刘汉康，汪宇，张迎霞，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34