一种磷酸铁锂/碳纳米复合物及其制备方法与应用

摘要

本发明公开了一种磷酸铁锂/碳纳米复合物及其制备方法与应用。本发明所提供的磷酸铁锂/碳纳米复合物由磷酸铁锂纳米颗粒和碳纳米颗粒原位复合而成，磷酸铁锂纳米颗粒均匀分散在由碳纳米颗粒组成的导电网络之中。其制备方法是先制备含必要组分的溶胶，再将该溶剂凝胶化，再在非氧化气氛下进行高温热处理即得产物。本发明提供的制备方法可控制磷酸铁锂的尺寸处于纳米尺度，并通过原料投料比控制磷酸铁锂颗粒和碳导电网络的比例，且复合过程是同时原位生成，成本较低；该方法还可避免纳米级磷酸铁锂颗粒的团聚，并增加对复合物的可操作性。该磷酸铁锂/碳纳米复合物用作锂离子电池的正极材料时表现出优异的高倍率性能和循环性能，用作电化学超级电容器正极材料时，比两个电极都为活性炭的电化学电容器具有更高的功率密度和能量密度。

主权项

一种制备磷酸铁锂/碳纳米复合物的方法，包括如下步骤：1)在pH值为0‑7及搅拌条件下，将高分子胶化试剂、柠檬酸、磷酸盐、锂盐和铁盐依次加入到水和/或乙二醇中，得到溶胶；其中，所述高分子胶化试剂为聚氧丙烯聚氧乙烯嵌段型聚醚；所述磷酸盐为磷酸二氢铵、磷酸氢铵或磷酸铵；所述锂盐为氯化锂、硝酸锂、碳酸锂、硫酸锂或氢氧化锂；所述铁盐为草酸亚铁、硫酸亚铁或硫酸亚铁铵；2)将所述步骤1)得到的溶胶凝胶化，得到干凝胶；所述凝胶化温度为40‑100℃，凝胶化时间为4‑14天；3)将所述步骤2)得到的干凝胶在非氧化气氛中热处理，得到所述磷酸铁锂/碳纳米复合物；所述非氧化气氛为氮气、氩气、氢气或氦气中的一种或几种的任意组合，所述热处理的温度为400‑900℃，热处理的时间为6‑18小时；所述热处理步骤中，升降温速率为1‑30℃/min。