钛修饰的碳纳米管包覆磷酸亚铁锂正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及钛修饰的碳纳米管包覆的磷酸亚铁锂正极材料的制备方法,其特征在于制备过程由以下步骤组成:柠檬酸和乙二醇加热发生聚合反应，然后经过隔绝空气预烧结、冷却、粉碎及在空气气氛中于400℃烧结；加入HCl与TiCl₃溶液，真空干燥；将钛修饰的碳化合物以及锂源化合物、亚铁源化合物、磷酸源化合物、湿磨介质混合球磨,真空干燥；干燥粉末置于惰性气氛或弱还原气氛中,在300℃烧结后经过冷却、粉碎和过筛，再置于惰性气氛或弱还原气氛中,采用两段烧结法制得钛修饰的碳纳米管包覆的磷酸亚铁锂正极材料。本发明制备的电极材料组成均匀,具有优秀的放电性能,特别是在大电流条件下放电的循环性能佳。

主权项

钛修饰的碳纳米管包覆磷酸亚铁锂正极材料的制备方法,其特征在于制备过程由以下步骤组成:1)碳化合物的制备将柠檬酸和乙二醇按摩尔比1:4混合，于45℃～70℃温度区间的任一温度搅拌2h，置于压力为10Pa～10132Pa压力区间的任一压力，温度为125℃～175℃温度区间的任一温度搅拌5h；在175℃于10Pa～1013Pa压力下真空干燥，除去未反应参加反应的乙二醇得到棕色粘液；将棕色粘液隔绝空气加热至300℃，保温300℃烧结3h，冷却至室温，粉碎成粉末状前驱体；将粉末状前驱体置于Al₂O₃瓷舟中,在空气气氛中于400℃烧结8h，冷却至室温制得碳化合物；2)修饰碳化合物的制备在制备的碳化合物中加入质量浓度为20% HCl溶液，在超声波振荡器中处理15min；按照碳化合物与TiCl₃重量比在1:0.1～1范围滴入15% TiCl₃溶液，在超声波振荡器中处理1h，抽滤后于10Pa～10132Pa压力区间的任一压力室温干燥3h，制得钛修饰的碳化合物；3)按照锂离子:亚铁离子:磷酸根离子的摩尔比为x : y : z称量反应化合物锂源化合物、亚铁源化合物和磷酸源化合物;反应化合物摩尔比的x、y、z的范围为:0.95≤x≤1.10, 0.90≤y≤1.05, 0.90≤z≤1.15;依据反应化合物的重量计算的磷酸亚铁锂理论产量的3.62％～14.5％重量称量钛修饰的碳化合物;将称量的锂源化合物、亚铁源化合物、磷酸源化合物及钛修饰的碳化合物混合,加入湿磨介质,在100转/分钟～1000转/分钟的转速球磨混合1小时～15小时,在70℃～135℃温度区间的任一温度于10Pa～5000Pa压力范围的任一压力真空干燥，制得干燥粉末;干燥粉末置于惰性气氛或弱还原气氛中,按照1℃/min～30℃/min的升温速率由室温加热到300℃,保持300℃烧结3小时～12小时,冷却至室温,粉碎；再置于惰性气氛或弱还原气氛中,按照1℃/min～30℃/min的升温速率由室温加热到350℃～500℃温度区间的任一温度,保持温度烧结3小时～18小时,然后按照1℃/min～30℃/min的升温速率由前一烧结温度加热到650℃～900℃温度区间的任一温度,保持温度烧结3小时～18小时，冷却至室温制得钛修饰的碳纳米管包覆的磷酸亚铁锂正极材料。