一种磷酸盐-石墨烯泡沫正极材料的制备方法

摘要

本发明提供一种磷酸盐-石墨烯泡沫正极材料及其制备方法，包括石墨烯水凝胶的制备、石墨烯泡沫的制备、磷酸盐-石墨烯凝胶前驱体的制备、复合并热处理、切片等步骤。该方法工艺简单、成本低廉，利用石墨烯泡沫作为磷酸盐正极材料化学合成的反应器和负载衬底，制得的正极材料具有良好的循环性能和倍率性能、电化学性能优良、安全可靠，有成为新型锂离子二次电池正极的潜力。

主权项

一种磷酸盐‑石墨烯泡沫正极材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）石墨烯水凝胶的制备：将热剥离的石墨烯片层超声分散在芘溶液或芘衍生物溶液中，采用水热法使石墨烯片层自组装，得石墨烯水凝胶；（2）石墨烯泡沫的制备：将石墨烯水凝胶冷冻干燥后，在还原性或惰性气体存下下300‑700℃热处理5‑10h，得石墨烯泡沫；（3）磷酸盐‑石墨烯凝胶前驱体的制备：取有机锂盐、有机金属盐、有机磷酸盐或磷酸溶于水中，加入氧化石墨烯和柠檬酸，混匀，40‑80℃搅拌反应1‑2h，得到溶胶；采用溶胶‑凝胶法，在超声搅拌的条件下，60‑80℃蒸发除去水分，烘干得磷酸盐‑石墨烯凝胶前驱体；（4）复合并热处理：采用纳米铸造方法，将石墨烯泡沫浸入磷酸盐前驱体有机溶液中，静置5‑10h，让石墨烯泡沫充分吸收磷酸盐前驱体有机溶液，取出石墨烯泡沫自然晾干，置于充满氮气的石英管内350‑450℃热处理1‑5h；（5）重复步骤（4）反复2‑5次后，将负载有磷酸盐前驱体的石墨烯泡沫置入充满氮气的管式炉内600‑900℃热处理5‑10h，得磷酸盐‑石墨烯泡沫，切片，即为磷酸盐‑石墨烯泡沫正极材料。