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一种高倍率型磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法技术

技术编号:41903723 阅读:22 留言:0更新日期:2024-07-05 14:09
本发明专利技术提供了一种超快制备高倍率型磷酸铁锂/碳复合材料的方法。通过对磷酸铁锂前驱体直接进行超快的高温热冲击处理得到具有高倍率性能的磷酸铁锂/碳复合材料。本发明专利技术最终得到的磷酸铁锂/碳复合材料具有较好的结晶性,并且在其中具有较多的锂铁反位点缺陷和ac方向的晶格拉应变,极大程度的提高了磷酸铁锂/碳复合材料的倍率性能,展示出优于传统长时间管式炉烧结制备的磷酸铁锂和商业磷酸铁锂的倍率性能。在10C的大电流密度下其放电比容量可达到110mAh/g,且循环2000圈后仍有84.8%的容量保持率,而商业磷酸铁锂放电比容量仅能达到88mAh/g。整个过程可极大的简化高倍率型磷酸铁锂/碳复合的制备工艺,时间成本和能源成本都得到了大幅度减少。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池正极材料制备,具体涉及一种制备高倍率型磷酸铁锂/碳复合材料的方法。


技术介绍

1、橄榄石结构磷酸铁锂电池正极材料由于具有稳定的电压、较低的成本、丰富的原材料、更好的环境友好性而被广泛的应用于电动汽车和各种大型能源储能设备中。但由于其自身的结构特点,使得锂离子只能沿[010]方向的一维通道扩散,其他通道之间有高能垒阻隔而不能交叉传导,因此,磷酸铁锂电池正极材料本质上具有低的电子电导和离子电导。这使得磷酸铁锂电池正极材料具有较差的倍率性能,限制了其在快充电池领域的进一步应用。

2、目前大家主要通过对磷酸铁锂电池正极材料进行掺杂、包覆、颗粒尺寸纳米化和合成特定取向的颗粒来提高其倍率性能。但以上方法都需要较为复杂的工艺手段来实现。

3、其中掺杂和包覆大都需要在原有的一次烧结工艺后引入二次烧结来实现最终的效果,但是其倍率性能依旧不理想。而颗粒尺寸纳米化则需要采用制造成本较高的纳米级别的前驱体颗粒或者引入其他表面活性剂来得到纳米级别的颗粒,此外合成特定取向的颗粒则需要高温高压的水热反应来实现,过程较为危险。

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【技术保护点】

1.一种高倍率型磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法,其特征在于,所述复合材料具有锂铁反位点缺陷和ac方向的晶格拉应变,通过如下方式制备得到:

2.根据权利要求1所述的高倍率型磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法,其特征在于,所述保护气氛为氩气、氦气或氮气。

3.根据权利要求1所述的高倍率型磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述的用球磨法制备磷酸铁锂/碳前驱体的具体内容包括:

4.根据权利要求3所述的高倍率型磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法,其特征在于,所述的碳源有机碳源和/或无机碳源,所述有机碳源为葡萄糖、蔗糖,所述无机碳源为碳纳米管、乙炔黑...

【技术特征摘要】

1.一种高倍率型磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法,其特征在于,所述复合材料具有锂铁反位点缺陷和ac方向的晶格拉应变,通过如下方式制备得到:

2.根据权利要求1所述的高倍率型磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法,其特征在于,所述保护气氛为氩气、氦气或氮气。

3.根据权利要求1所述的高倍率型磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法,其特征在于,在步骤1中,所述的用球磨法制备磷酸铁锂/碳前驱体的具体内容包括:

4.根据权利要求3所述的高倍率型磷酸铁锂/碳复合材料的制备方法,其特征在于,所述的碳源有机碳源和/或无机碳源,所述有机碳源为葡萄糖、蔗糖,所述无机碳源为碳纳米管...

【专利技术属性】
技术研发人员:罗佳薇陈亚楠胡文彬张景超刘哲栋郭召鑫丁佳
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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