一种碳固体酸硼酸酯掺杂磷酸钛锂三组份表面改性氟化铁正极材料及制备方法

摘要

碳固体酸硼酸酯掺杂磷酸钛锂三组份表面改性氟化铁正极材料及制备方法，其特征在于将磺化碳固体酸、硼酸酯及硅、铝掺杂的磷酸钛锂Li1.3Al0.1Ti1.9Si0.2P2.8O12与合成原料在高能球磨机中经过一段时间球磨并热处理后即得到FeF3正极材料。磺化碳固体酸通过磺酸基与FeF3铁离子配位，形成牢固结合，磺化碳固体酸是电子的良导体，有助于形成完整的导电链路；Li1.3Al0.1Ti1.9Si0.2P2.8O12是锂离子的良好导体，为了保证Li1.3Al0.1Ti1.9Si0.2P2.8O12与FeF3材料紧密接触，形成完整的锂离子导电链路，通过硼酸酯的反应性基团，即硼酸酯上的胺基与磺化碳固体酸上的磺酸基缩聚结合，烷氧基通过水解为羟基与Li1.3Al0.1Ti1.9Si0.2P2.8O12结合，把电子导电剂磺化碳固体酸和锂离子导电剂Li1.3Al0.1Ti1.9Si0.2P2.8O12结合在FeF3颗粒表面，从而形成完整的电子和离子导电链路，极大地提高了FeF3材料的离子电导率和电子电导率，从而提高该材料的电化学性能。

主权项

碳固体酸硼酸酯掺杂磷酸钛锂三组份表面改性氟化铁正极材料及制备方法，其特征在于将Al2O3∶SiO2∶TiO2∶NH4H2PO4∶Li2CO3为0.05∶0.2∶1.9∶2.8∶0.65(摩尔比)的比例均匀混合，加入3％‑9％的95％乙醇，在球磨机中以100‑500转／分钟的转速球磨10‑50小时，球磨结束后在60℃‑80℃，压力为10Pa‑100Pa的真空烘箱中干燥2‑10小时，取出后在玛瑙碾钵中重新研磨10‑30分钟，研磨后的粉体以5‑30℃／分钟的速率升温到600‑1000℃保温5‑16小时制成Li1.3Al0.1Ti1.9Si0.2P2.8O12固态电解质粉体；将5‑20g葡萄糖放置于90‑120℃烘箱中干燥5‑10小时后在马弗炉中700‑900℃温度下恒温碳化5‑10小时，冷却后放置于坩埚中，加入10‑15mL浓硫酸在150‑200℃烘箱内磺化1‑5小时后得到碳固体酸；将含结晶水铁盐和氟化铵(摩尔比为1.0∶3.0‑3.6)与重量百分比为3‑15％的Li1.3Al0.1Ti1.9Si0.2P2.8O12固态电解质粉体、重量百分比为3‑15％的碳固体酸、重量百分比为0.5‑3.0％的助剂及重量百分比为0.5‑3.0％的硼酸酯、在高能球磨机中气氛保护下常温球磨5‑20小时后，取出物料，在5％氢气与95％氩气的混合气体保护下升温到300‑450度恒温2‑10小时后冷却，制备得到FeF3正极材料。