一种碳包覆多孔磷酸铁锂粉体的制备方法

摘要

一种碳包覆多孔磷酸铁锂粉体的制备方法，将三价铁盐溶于水配成溶液，用沉淀剂调节pH=7.0-13.0至Fe₂O₃.nH₂O完全沉淀；将沉淀分离、洗涤、酸化后得到的正电性Fe₂O₃.nH₂O胶体粒子；胶体粒子加入去离子水，并加入表面活性剂，再强力搅拌得到Fe₂O₃.nH₂O胶体；在Fe₂O₃.nH₂O胶体中加入水溶性锂源、磷源、碳源和掺杂离子化合物，强烈搅拌形成分子级均匀混合的胶体状混合浆料；浆料经喷雾干燥得到球形磷酸铁锂前驱体；前驱体在微波炉中惰性气体保护下煅烧得到碳包覆球形多孔磷酸铁锂粉体。

主权项

一种碳包覆多孔磷酸铁锂粉体的制备方法，其步骤为：（1）Fe₂O₃胶体制备：称取铁源，溶于去离子水配制成Fe³⁺浓度0.1～1mol/L的溶液中，采用质量浓度10%的氨水或尿素溶液作为沉淀剂，将有机小分子分散剂溶于去离子水中作为底液，摩尔比为分散剂:Fe³⁺=1:10，pH=6.8‑7.0；（2）将Fe³⁺溶液与沉淀剂同时加入底液，控制pH=7.0‑13.0至Fe₂O₃·nH₂O完全沉淀；将沉淀分离、洗涤后，在搅拌状态下，以摩尔比HCl: Fe₂O₃=1:100‑1:500加入0.01mol/L的稀盐酸进行酸化，得到正电性Fe₂O₃·nH₂O胶体粒子；胶体粒子通过离心分离后，加入去离子水，同时加入表面活性剂，质量比为表面活性剂:Fe₂O₃=1:10‑1:100，在30‑100℃下搅拌，搅拌时间持续1‑10h，得到Fe₂O₃质量比为5‑30%的Fe₂O₃·nH₂O胶体；（3）浆料制备：按照化学计量比Li_xFe_yPO₄:M_z ，其中M为掺杂离子，x=0.8‑1.2，y=0.8‑1.2，z=0.01‑0.1，称取锂源、磷源和掺杂金属化合物；称取与Li_xFe_yPO₄:M_z的质量比为5‑20%的离子液体作为碳源；将锂源、磷源、碳源和掺杂金属化合物加入到Fe₂O₃·nH₂O胶体中，持续进行搅拌，形成均匀分散的胶状混合浆料；（4）前驱体制备：采用喷雾干燥方式对浆料进行干燥，入口温度为110‑130℃，得到成分均匀、粒度分布均匀的球形磷酸铁锂前驱体；（5）煅烧：将喷雾干燥所得前驱体放入坩埚中，在惰性气氛保护下升温至500～800℃，保温10‑40 min 后自然冷却，得到碳包覆的球形多孔磷酸铁锂粉体。