一种纳米洋葱碳复合磷酸铁锂的正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种纳米洋葱碳复合磷酸铁锂的正极材料及其制备方法和应用，该材料是以碳包覆的磷酸铁锂粉末作为基体，纳米洋葱碳为添加剂，纳米洋葱碳均匀分散在碳包覆的磷酸铁锂中。本发明专利技术中纳米洋葱碳材料与包覆碳接触良好，共同构成磷酸铁锂复合碳导电双网络，提高磷酸铁锂的导电性能。本发明专利技术采用加压烧结的方法使纳米洋葱碳与磷酸铁锂颗粒界面紧密结合，克服了常规导电炭黑导电剂导电性差，以及导电剂加入后与正极活性物质接触不紧密的问题。本发明专利技术的复合材料在常规的碳包覆磷酸铁锂粉末基础上，添加纳米洋葱碳进行复合，改善了正极活性物质的导电性，提高了正极材料的容量和倍率充放电性能，可以应用于锂离子电池、储能等领域。领域。领域。

【技术实现步骤摘要】
一种纳米洋葱碳复合磷酸铁锂的正极材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于电极材料领域和电化学储能领域，具体涉及一种纳米洋葱碳复合磷酸铁锂的正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]磷酸铁锂(LiFePO4)材料由Goodenough等人在1997年发现，由于其环境友好，结构稳定，价格低廉，因此成为一种广泛使用的锂离子电池正极材料。橄榄石结构的磷酸铁锂拥有一维的锂离子传输通道，其电导率只有10
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8S/cm限制了其容量的发挥。目前主要通过两种途径去改善其导电性，表面碳包覆工艺能极大的提高其电导率，使用有机碳或无机碳包覆在磷酸铁锂颗粒上改善其导电性。另外一种改善其导电性的方式是基于锂离子在磷酸铁锂中的脱嵌机理，通过减少粒径到纳米级别减小极化，减少了不能参与电化学反应的磷酸铁锂颗粒，从而提高实际使用中磷酸铁锂的容量和倍率性能。
[0003]磷酸铁锂性能的发挥，由粒径和导电性共同决定，粒径主要影响其锂离子的传导，即锂离子的插入和脱嵌，在充放电过程中FePO4和LiFePO4的相互转化会受到粒径的限制。导电性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纳米洋葱碳复合磷酸铁锂的正极材料，其特征在于，所述纳米洋葱碳复合磷酸铁锂的正极材料以碳包覆的磷酸铁锂粉末作为基体，纳米洋葱碳为添加剂，纳米洋葱碳分散在碳包覆的磷酸铁锂颗粒间隙中。2.根据权利要求1所述的纳米洋葱碳复合磷酸铁锂的正极材料，其特征在于，所述纳米洋葱碳为中空球状多层富勒烯碳结构，直径3
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100nm。3.根据权利要求1所述的纳米洋葱碳复合磷酸铁锂的正极材料，其特征在于，所述碳包覆磷酸铁锂粉末粒径5nm
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20μm，其中碳含量为1
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3％，碳为无定形结构。4.一种权利要求1所述的纳米洋葱碳复合磷酸铁锂的正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)液相化学混合：取纳米洋葱碳，加入溶剂中超声分散，加入碳包覆的磷酸铁锂粉末，继续分散，然后搅拌；(2)球磨：将步骤(1)搅拌混合好的液体进行球磨；(3)干燥：将步骤(2)球磨后的液体过滤，干燥后过筛；(4)烧结成型：取步骤(3)所得产品，进行放电等离子烧结或热压烧结，得到块体复合材料；(5)将步骤(4)得到的块体复合材料研磨过筛即得到颗粒较均匀的纳米洋葱碳复合磷酸铁锂的正极材料；或将块体复合材料切片得到片状纳米洋葱碳复合磷酸铁锂正极材料。5.根据权利要求4所述的纳米洋葱碳复合磷酸铁锂的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中以质量比计，纳米洋葱碳材料的添加比例优选为碳包覆磷酸铁锂质量的0.1％
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5％。6.根据权利要求4所述的纳米洋葱碳复合磷酸铁锂的正极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中采用无水乙醇作为纳米洋葱碳的分散溶液，超声分散0.5
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2h。7.根据权利要求4所述的纳米洋葱碳复合磷酸铁锂的正极...

【专利技术属性】
技术研发人员：张法明，邓传迅，商彩云，熊义峰，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：