一种碳纳米管/磷酸铁锂复合材料及其制备方法和应用技术

本申请公开了一种碳纳米管/磷酸铁锂复合材料及其制备方法和应用，所述碳纳米管/磷酸铁锂复合材料包括碳纳米管和磷酸铁锂；所述磷酸铁锂原位生长在所述碳纳米管表面；所述磷酸铁锂外包覆有碳。本申请复合材料中，磷酸铁锂在碳纳米管上原位生长，一体化自主装成型。碳纳米管作用于磷酸铁锂颗粒内部，形成三维协同导电网络，有效提升材料的导电性。基于此磷酸铁铁锂正极材料制备而成的锂离子电池，在匀浆阶段可免于加入导电剂，在保证锂离子电池容量和倍率等电化学性能同时，降低材料极片的加工难度和加工成本。难度和加工成本。难度和加工成本。

【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管/磷酸铁锂复合材料及其制备方法和应用


[0001]本申请涉及一种碳纳米管/磷酸铁锂复合材料及其制备方法和应用，属于电池材料


技术介绍

[0002]磷酸铁锂具有容量高、充放电电压平稳、价格低廉、安全性好、热稳定性好、对环境无污染等优点，是最有潜力的动力电池正极材料之一。但磷酸铁锂具有两个最为明显的缺点：一是电子导电率低，限制了其高倍率的应用；二是振实密度低，导致了其体积比容量低。因此磷酸铁锂作为锂离子二次电池正极材料使用时，人们通常会添加一些导电剂，如导电炭黑或导电石墨来改善磷酸铁锂的导电性，但是使用导电剂很难从根本上解决磷酸铁锂导电性差的问题。而碳纳米管是1991年才被发现的一种新型碳结构，是由碳原子形成的石墨烯片层卷成的管体。由于直径很小、长径比大，碳纳米管被视为准一维纳米材料，已经证实碳纳米管具有奇特的电学性能，是一种非常优良的导电剂，将碳纳米管用于锂电池正极材料的应用受到关注。
[0003]中国专利CN201210362581.4公开了一种自组装纺锤体形纳米结构磷酸铁锂的制备方法，通过水热的方法制备具有纺锤体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管/磷酸铁锂复合材料，其特征在于，所述复合材料包括碳纳米管和磷酸铁锂；所述磷酸铁锂原位生长在所述碳纳米管表面，所述碳纳米管在所述磷酸铁锂内部形成三维协同导电网络；所述磷酸铁锂外包覆有碳。2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料的微观尺寸粒径D50为0.8～1.2μm；其中，所述磷酸铁锂一次颗粒的粒径D50为100～300nm。3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述复合材料中，磷酸铁锂的含量为90～99.5wt％，碳纳米管的含量为0.5～4wt％，余量为碳。4.权利要求1
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3任一项所述的碳纳米管/磷酸铁锂复合材料的制备方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：步骤1、将铁源与酸性溶液进行反应，得到溶液A；步骤2、将含有活化碳纳米管的混合物I分散到所述溶液A中，得到混合物II；步骤3、将混合物II与碳源进行混合，采用部分含有锂源的混合液调节pH值，然后缓慢通入氧化介质进行氧化反应，反应结束后，加入剩余含有锂源的混合液，陈化处理后得到复合物晶体；若所述氧化反应结束后，体系中磷元素含量不足，则在加入剩余所述含有锂源的混合液时，加入磷源；步骤4、对所述复合物晶体在保护气氛下进行高温烧结，最终得到所述碳纳米管/磷酸铁锂复合材料。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，锂源选自氢氧化锂、碳酸锂、磷酸锂和磷酸二氢锂中的至少一种；铁源选自磷化铁Fe
x
P、单质Fe、氧化亚铁、草酸亚铁FeC2O4中的至少一种，其中1≤x≤3；磷源选自磷酸、磷化铁Fe
x
P、磷酸锂和磷酸二氢锂中的至少一种，其中1≤x≤3；碳源选自蔗糖、葡萄糖、酚醛树脂中的至少一种。按照锂元素、铁元素、磷元素的摩尔数计，锂源、铁源和磷源的摩尔比为(1～1.08)：(0.85～1)：(1～1.05)，所述碳源的加入量按照复合材料中总碳含量为0.5～10wt％计。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊，谢正伟，赵宇飞，汪沣，王国冬，
申请(专利权)人：陕西创普斯新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：