具有介孔碳包覆的磷酸铁锂电极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种介孔碳包覆LiFePO₄/C电极材料的制备方法。利用介孔碳作为水热反应基体，制备出LiFePO₄/C复合材料。所制得的材料颗粒形成了一种同质结的介孔碳包覆结构：内层和外层为LiFePO₄，中间为完整的碳层。这种碳包覆结构可以提高材料的电导率，同时在长时间的充放电过程中，还可以防止LiFePO₄结构的坍塌，提高了材料的倍率循环性能。介孔碳的孔径限制作用可以防止LiFePO₄的颗粒过分长大。该方法制备出的LiFePO₄比表面积大、导电率高、比容量高、大倍率放电能力优异、多次循环放电结构稳定。另外，该方法具有原料来源广，价格低，耗能少，周期短，批次稳定性高等优点。

主权项

在一种具有介孔碳包覆的磷酸铁锂电极材料的制备方法，其特征在于该方法具有如下的步骤：（1）    将一定量纳米碳酸钙加入水溶性糖溶液中，搅拌、加热、蒸干至均匀粘稠混合物；将该混合物在保护气氛下管式炉中加热至750 ℃~850 ℃碳化，保温2 h，即得黑色碳与纳米碳酸钙混合物；将所得黑色混合物浸泡稀酸溶液中洗去纳米碳酸钙，得所需介孔碳；碳酸钙与水溶性糖的质量比为0.5~1.5；（2）    将磷源、铁源分别加入事先分散好的介孔碳悬浮液中，再与锂源溶液充分混合搅拌后移入反应釜中进行水热反应；自然冷却至室温，过滤，干燥，得到粉末；锂源、铁源和磷源化合物用量的摩尔比即锂:铁:磷=2.8~3.2:0.8~1.2:0.8~1.2；介孔碳占总成分的质量百分数为0.5%~9.5%；水热反应的温度为120 ℃~220 ℃，反应时间为4~18 h；（3）    将步骤（2）所得的粉末置于管式炉内在保护性气氛下进行热处理反应，反应温度550~750 ℃，反应时间为4~12 h，即可制得具有介孔碳包覆的LiFePO4/C电极材料。