一种磷酸铁锂碳气凝胶复合材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种磷酸铁锂碳气凝胶复合材料的制备方法，将磷源、铁源、锂源与碳源、有机分散剂混合，在球磨机中混合得到混合浆料A，将混合浆料A干燥、破碎后得到磷酸铁锂前驱体；将磷酸铁锂前驱体在惰性气氛下烧结，制得碳包覆磷酸铁锂材料；采用碳热还原法制备出LiFePO4/C，将三价铁还原为二价铁，实现一步还原；将碳包覆磷酸铁锂材料进行颗粒粉碎，制得碳包覆的磷酸铁锂碳气凝胶复合材料。本发明专利技术将多孔碳气凝胶与磷酸铁锂复合，在磷酸铁锂表面形成一层多孔碳膜，有利于电解液浸润，提供更多锂离子扩散通道，以改善磷酸铁锂电池电化学性能，其制备方法可直接并入磷酸铁锂产业化生产，无需调整现有产线。无需调整现有产线。无需调整现有产线。

【技术实现步骤摘要】
一种磷酸铁锂碳气凝胶复合材料的制备方法


[0001]本专利技术属于锂离子电池材料领域，具体涉及一种磷酸铁锂碳气凝胶复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]自1997年Goodenough课题组发现磷酸铁锂(LiFePO4)可作为锂离子电池的正极材料而受到广泛关注，其比容量为170mAh/g，相对于金属锂的电压约3.4V，目前在消费电池、电动工具、电动自行车、电动汽车、通信基站、规模储能等领域有着广泛应用。LiFePO4具有放电平台稳定、安全性能高、循环使用寿命长、价格便宜、绿色环保等优点，但其电子电导率低(1
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‑9S/cm)，锂离子扩散系数小(1
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cm2/s)，制约着其在大功率电池上的应用。
[0003]LiFePO4主流合成方法有高温固相法、碳热还原法、微波合成法、溶胶凝胶法和水热法。结合LiFePO4材料存在的问题，当前的改性方法包括表面包覆、离子掺杂和材料颗粒纳米化等。碳包覆改性是对LiFePO4材料电化学性能较显著的方法，一方面可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磷酸铁锂碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将磷源、铁源、锂源按摩尔比混合均匀，形成混合物A；将所述混合物A与碳源、有机分散剂混合，形成混合物B；(2)将所述混合物B在球磨机中混合得到混合浆料A，采用间歇式湿法球磨，通过控制球磨转速与球磨时间，充分均匀混料；(3)将混合浆料A干燥、破碎后得到磷酸铁锂前驱体，通过控制干燥温度与干燥时间，降低干燥过程中颗粒团聚程度；(4)将磷酸铁锂前驱体在惰性气氛下烧结，制得碳包覆磷酸铁锂材料；采用碳热还原法制备出LiFePO4/C，将三价铁还原为二价铁，实现一步还原；(5)将碳包覆磷酸铁锂材料进行颗粒粉碎，制得碳包覆的磷酸铁锂碳气凝胶复合材料。2.如权利要求1所述的一种磷酸铁锂碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述的磷源为磷酸铁、磷酸二氢锂、磷酸二氢铵、磷酸中的至少一种，所述铁源为磷酸铁、氧化铁、草酸亚铁中至少一种，所述锂源为碳酸锂、磷酸二氢锂、氢氧化锂、硝酸锂中至少一种；碳源为碳气凝胶或碳气凝胶与葡萄糖、蔗糖、酚醛树脂、淀粉、糊精、柠檬酸、草酸、聚乙烯醇中至少一种的混合；有机分散剂为乙醇、乙二醇、丙三醇、正丙醇中至少一种。3.如权利要求1所述的一种磷酸铁锂碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，Fe：P：Li的摩尔比为1：1：(1.01～1.08)，所述的碳气凝胶添加量为混合物B总量的1.0wt％～15wt％。4.如权利要求1所述的一种磷酸铁锂碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，有机分散剂加入量为混合物B总量的24wt％～36wt％。5.如权利要求1、2、3或4所述的一种磷酸铁锂碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，湿法球磨转速为100～500r/min，球磨时间为2～14h，湿法球磨球料比为6：(0.8～1.2)。6.如权利要求5所述的一种磷酸铁锂碳气凝胶复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，干燥分为两段，第一阶段干燥温度为30～70℃，干燥...

【专利技术属性】
技术研发人员：许传华，周代娟，金亮，汪俊，刘亚辉，沈越，
申请(专利权)人：中钢集团马鞍山矿院新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：