一种磷酸铁材料及其制备方法与应用技术

本文公开了一种磷酸铁材料及其制备方法与应用，属于电池技术领域。该磷酸铁材料包括位于内部的碳量子点核体以及在碳量子点核体的表面形成的磷酸铁壳体，磷酸铁壳体的表面具有由含碳分散剂形成的碳包覆层。该磷酸铁材料为纳米级别的磷酸铁，晶体大小均匀。其制备方法包括：包括以下步骤：将含二价铁盐以及碳量子点的第一混合液、含磷酸盐和分散剂的第二混合液以及氧化剂混合反应，得到二水磷酸铁；将二水磷酸铁进行退火煅烧。该磷酸铁材料可进一步用于制备磷酸铁锂正极材料和电池。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本公开涉及电池，具体而言，涉及一种磷酸铁材料及其制备方法与应用。

技术介绍

1、目前锂电池正极材料主要包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂及三元材料，与三元正极材料相比，磷酸铁锂正极材料具有安全性能高、循环寿命长、污染小、成本低等优点，成为了研究的重点材料之一。但磷酸铁锂正极材料本身的电导率较差和锂离子扩散系数较低，因此掺杂和包覆等工艺是磷酸铁锂正极材料的主要发展方向。

2、现有的磷酸铁锂正极材料的生产工艺主要包括草酸亚铁工艺、氧化铁红工艺、全湿法工艺以及磷酸铁工艺。上述生产工艺在磷酸铁锂正极材料前驱体(即磷酸铁)合成时，存在工艺控制难度大、磷酸铁不规则、粒径较大、团聚较严重等缺点，进而导致由其作为前驱体制备出的磷酸铁锂性能不好。

3、鉴于此，特提出本公开。

技术实现思路

1、本公开的目的在于提供一种磷酸铁材料及其制备方法与应用，以解决或改善上述技术问题中的至少一种。

2、本公开可这样实现：

3、第一方面，本公开提供一种磷酸铁材料，其包括位于内部的碳量子点核体以及在碳量本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种磷酸铁材料，其特征在于，所述磷酸铁材料包括位于内部的碳量子点核体以及在所述碳量子点核体的表面形成的磷酸铁壳体，所述磷酸铁壳体的表面具有由含碳分散剂形成的碳包覆层。

2.根据权利要求1所述的磷酸铁材料，其特征在于，所述磷酸铁材料还具有以下特征中的至少一种：

3.根据权利要求2所述的磷酸铁材料，其特征在于，所述磷酸铁材料的D50为20nm至200nm；和/或，所述碳包覆层的质量为所述磷酸铁材料的1wt％-5wt％。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将第一混合液、第二混合液以及氧化剂混合反应，得到二...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种磷酸铁材料，其特征在于，所述磷酸铁材料包括位于内部的碳量子点核体以及在所述碳量子点核体的表面形成的磷酸铁壳体，所述磷酸铁壳体的表面具有由含碳分散剂形成的碳包覆层。

2.根据权利要求1所述的磷酸铁材料，其特征在于，所述磷酸铁材料还具有以下特征中的至少一种：

3.根据权利要求2所述的磷酸铁材料，其特征在于，所述磷酸铁材料的d50为20nm至200nm；和/或，所述碳包覆层的质量为所述磷酸铁材料的1wt％-5wt％。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将第一混合液、第二混合液以及氧化剂混合反应，得到二水磷酸铁；将所述二水磷酸铁进行退火煅烧，得到所述磷酸铁材料；

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述碳量子点的制备包括：在溶液环境下以有机胺对柠檬酸进行改性，得到改性溶液；加热所述改性溶液以使柠檬酸裂解，得到含碳溶液；将所述含碳溶液与氢氧化钠水溶液混合，固液分离，将分离后的液相物进行透析，将透析所得的渗析液进行干燥。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸与所述有机胺的质量比为1:0.1-1:0.5。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述柠檬酸在所述改性溶液中的质量分数不低于99.5％。

8.根据权利要求5-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述有机胺包括乙醇胺、乙二胺和聚乙烯二胺中的至少一种。

9.根据权利要求5-8任一项所述的制备方法，其特征在于，加热温度为180℃-280℃，和/或，加热时间为4h-8h。

10.根据权利要求5-9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述氢氧化钠水溶液的浓度为10g/l-20g/l，所述含碳溶液与所述氢氧化钠水溶液的体积比为1:1-1:2。

11.根据权利要求5-10任一项所述的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：余海军，李爱霞，谢英豪，李长东，
申请(专利权)人：广东邦普循环科技有限公司，
类型：发明
国别省市：