一种改性磷酸铁材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种改性磷酸铁材料及其制备方法和应用，所述改性磷酸铁材料为核壳结构，内核为氮掺杂的磷酸铁，外壳为磷化铁包覆层；所述改性磷酸铁材料为三维类花瓣状结构。该改性磷酸铁材料具有三维类花瓣状结构，这为锂离子的储存和迁移提供了充足的活性位点的传质通道，缩短了锂离子的扩散路径；同时，该结构还增大了电极材料与电解液的接触面积，促进了锂化/脱锂过程；氮掺杂可有效调整磷酸铁材料的电子结构，进而提高其导电性；磷化铁包覆层具有优异的电导率，可降低正极材料的无定型碳含量，从而提高正极材料的压实密度，而且该包覆层还可缓解正极材料在充放电过程中的体积膨胀，与三维类花瓣状结构可以共同提升正极材料的整体电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池材料，具体涉及一种改性磷酸铁材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、锂离子电池是目前应用最广泛的储能器件，提高电池的能量密度是现阶段锂电发展的主要方向之一。其中，磷酸铁锂(lifepo4)正极材料因其自身结构限制存在本征导电性差、锂离子扩散速率慢的问题，这导致由其制备的锂电池容量释放不完全，能量密度低且循环性能差。

2、磷酸铁(fepo4)是制备磷酸铁锂的重要前驱体，其形貌、结构及性能等参数会延续到lifepo4正极材料中并对其电学性能产生影响。为改善上述问题，常用掺杂、减小粒径及碳包覆等方式对磷酸铁进行改性，这些方法虽一定程度上能提高磷酸铁锂材料的电导率和倍率性能，但却存在以下弊端，如离子掺杂过量会导致材料容量降低，比能量减小；颗粒粒径过于纳米化会降低材料的压实密度进而影响锂电池的能量密度；而无定形碳在包覆的过程中易包覆不均匀且可能会产生副产物，这不利于导电率的提高且会使电池的能量密度降低。

3、为此，开发一种导电率高，且利于锂离子扩散的磷酸铁前驱体，对于提升磷酸铁锂正极材料的整体电化学性能具有重要意义。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种改性磷酸铁材料，其特征在于，所述改性磷酸铁材料为核壳结构，内核为氮掺杂的磷酸铁，外壳为磷化铁包覆层；

2.根据权利要求1所述的改性磷酸铁材料，其特征在于，所述改性磷酸铁材料的比表面积为14m2/g-17m2/g；

3.根据权利要求1或2所述的改性磷酸铁材料，其特征在于，所述内核中，氮元素的掺杂量为3wt％-7wt％；

4.一种如权利要求1-3任一项所述的改性磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述4,6-二氨基嘧啶、苯-1,3,5-三基三(亚甲基)三膦...

【技术特征摘要】

1.一种改性磷酸铁材料，其特征在于，所述改性磷酸铁材料为核壳结构，内核为氮掺杂的磷酸铁，外壳为磷化铁包覆层；

2.根据权利要求1所述的改性磷酸铁材料，其特征在于，所述改性磷酸铁材料的比表面积为14m2/g-17m2/g；

3.根据权利要求1或2所述的改性磷酸铁材料，其特征在于，所述内核中，氮元素的掺杂量为3wt％-7wt％；

4.一种如权利要求1-3任一项所述的改性磷酸铁材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述4,6-二氨基嘧啶、苯-1,3,5-三基三(亚甲基)三膦酸和步骤(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：余海军，李爱霞，李长东，王涛，谢英豪，
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：