專利名稱：納米磷酸鐵鋰、其制備方法及應(yīng)用的制作方法
納米磷酸鐵鋰、其制備方法及應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池正極材料領(lǐng)域，尤其涉及納米磷酸鐵鋰、其制備方法及應(yīng)用。
背景技術(shù)：
自Goodenough小組首次報(bào)道磷酸鐵鋰可以作為鋰離子電池正極材料以來，磷酸鐵鋰以其低成本、環(huán)境友好、較高的比容量、循環(huán)壽命長、高溫性能和安全性能好等優(yōu)點(diǎn)成為一種理想的鋰離子二次動(dòng)力電池正極材料。但是磷酸鐵鋰低的電子電導(dǎo)率和鋰離子擴(kuò)散速率極大限制了其電化學(xué)性能的發(fā)揮，導(dǎo)致其首次充放電效率及倍率性能較差，嚴(yán)重制約其在動(dòng)力鋰離子電池中的大規(guī)模應(yīng)用。為了提高磷酸鐵鋰的電子電導(dǎo)率、鋰離子擴(kuò)散系數(shù)，提高其高倍率性能，常用的方法有兩種一種是通過顆粒表面的碳包覆、金屬離子摻雜提高電子電導(dǎo)率；另一種是通過顆粒尺寸的納米化縮短鋰離子擴(kuò)散距離，提高鋰離子的擴(kuò)散速率。目前，商用的磷酸鐵鋰多為微米級(jí)，合成方法主要是高溫固相合成，并通過摻雜、包覆等工藝提高材料的電導(dǎo)率和倍率性能，但效果不甚理想。因此，也亟需合成微納米級(jí)甚至納米尺寸的磷酸鐵鋰，以縮短鋰離子的擴(kuò)散距離，提高鋰離子電導(dǎo)率和材料利用率，有效改善其倍率性能。微納米級(jí)磷酸鐵鋰的合成多采用濕化學(xué)法，包括溶膠-凝膠法、水熱法、共沉淀法、碳熱還原法以及微波合成法等。水熱法的研究較多，水熱反應(yīng)操作簡(jiǎn)單、物相均勻、顆粒尺寸均一、結(jié)晶性好，制備的納米尺寸的磷酸鐵鋰的低倍率性能得到了一定的提升，但高倍率性能有待進(jìn)一步的改善和提 高。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種能夠提高鋰離子電池高倍率性能的納米磷酸鐵鋰正極材料，其制備方法以及作為鋰離子電池正極材料的應(yīng)用。本發(fā)明一方面提供一種制備納米磷酸鐵鋰的方法，包括以下步驟SlOl將海藻酸溶于水性溶劑中，形成濃度為10_40mg/mL的海藻酸溶液；S102依次添加鋰源、磷源、鐵源到海藻酸溶液中，形成混合液，其中鋰源為鋰鹽，磷源為磷酸或磷酸鹽，鐵源為鐵鹽，并且其中鋰源與鐵源的摩爾比可以為2-3 :1，磷源與鐵源的摩爾比可以為1-2 :1，海藻酸與鐵源的摩爾比可以為O. 05-1 1 ；S103將混合液置于高壓反應(yīng)釜中，于120-220°c水熱反應(yīng)6-15小時(shí)，之后分離得到磷酸鐵鋰粉體；S104在惰性氣氛中，將磷酸鐵鋰粉體于500-900°C焙燒O. 5-5小時(shí)，得到納米磷酸鐵鋰。步驟S103還可以包括使用水性溶劑洗滌磷酸鐵鋰粉體并干燥的純化操作。所述水性溶劑可以為水、多元醇、或水與多元醇的混合溶劑。
所述多元醇可以為乙二醇、一縮二乙二醇、丙三醇，或它們的任意組合。所述鋰鹽可以選自氫氧化鋰、醋酸鋰、氯化鋰、硝酸鋰，或它們的任意組合。所述磷酸鹽可以選自磷酸二氫鈉、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二銨，或它們的任意組合。所述鐵鹽可以選自硝酸鐵、氯化鐵、硫酸亞鐵，或它們的任意組合。本發(fā)明另一方面提供根據(jù)本發(fā)明的方法制備得到的納米磷酸鐵鋰，其特征在于，所述納米磷酸鐵鋰在用作鋰離子電池正極活性材料時(shí)，該鋰離子電池具有90-110mAh/g的IOC充放電容量，以及IC充放電100個(gè)循環(huán)后97%以上的容量保持率。所述納米磷酸鐵鋰的粒徑可以為50_300nm。本發(fā)明再一方面提供一種鋰離子電池，該鋰離子電池的正極活性材料為根據(jù)本發(fā)明的方法制備得到的納米磷酸鐵鋰。本發(fā)明將海藻酸的使用與水熱反應(yīng)相結(jié)合，用于制備納米磷酸鐵鋰，制備方法簡(jiǎn)單，環(huán)境友好。海藻酸在該水熱反應(yīng)過程中，一方面起到限制顆粒長大的作用，另一方面可作為碳源，在水熱反應(yīng)過程中可碳化包覆在生成的磷酸鐵鋰表面，改善磷酸鐵鋰的導(dǎo)電性。溶劑為水或者水和多元醇的混合溶劑，也能夠起到限制顆粒生長的作用。根據(jù)本發(fā)明的方法制備得到的結(jié)晶性磷酸鐵鋰具有50_300nm的納米尺寸，且粒徑可調(diào)。使用該納米磷酸鐵鋰作為正極活性材料，制備得到的鋰離子電池具有優(yōu)異的高倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性，在鋰離子動(dòng)力電池中有廣泛的應(yīng)用前景。

圖1為根據(jù)本發(fā) 明的實(shí)施方案制備納米磷酸鐵鋰的流程圖。圖2為根據(jù)實(shí)施例1制備的納米磷酸鐵鋰的X射線衍射分析(XRD)圖。圖3為根據(jù)實(shí)施例4制備的納米磷酸鐵鋰的掃描電鏡圖。圖4a和b分別為根據(jù)實(shí)施例5制備的納米磷酸鐵鋰的低倍掃描電鏡圖和高倍掃描電鏡圖。圖5為采用實(shí)施例6制備的納米磷酸鐵鋰的鋰離子電池的倍率性能圖。圖6為采用實(shí)施例6制備的納米磷酸鐵鋰的鋰離子電池在IC充放電的循環(huán)性能圖。圖7為采用實(shí)施例8制備的納米磷酸鐵鋰的鋰離子電池的倍率性能圖。圖8為采用實(shí)施例8制備的納米磷酸鐵鋰的鋰離子電池在IC充放電的循環(huán)性能圖。圖9為采用實(shí)施例2制備的納米磷酸鐵鋰的鋰離子電池的倍率性能圖。圖10為采用實(shí)施例9制備的納米磷酸鐵鋰的鋰離子電池的倍率性能圖。
具體實(shí)施方式海藻酸為一種生物多糖類大分子，在自然界中大量存在，價(jià)格低廉、方便易得。已有報(bào)道在溶膠-凝膠法制備磷酸鐵鋰正極材料的方法中，使用海藻酸作為碳源，制備碳包覆的納米磷酸鐵鋰。然而，溶膠-凝膠法存在以下缺點(diǎn)所用的有機(jī)金屬鹽價(jià)格昂貴，溶膠凝膠過程時(shí)間長，產(chǎn)物需經(jīng)過長時(shí)間的高溫?zé)崽幚聿⒎懦龃罅繗怏w及有機(jī)物。
本發(fā)明將水熱反應(yīng)與海藻酸的使用相結(jié)合，通過簡(jiǎn)單的水熱反應(yīng)來制備納米磷酸鐵鋰；并創(chuàng)造性地在反應(yīng)中加入了海藻酸，海藻酸的存在既能限制顆粒長大，同時(shí)還可以作為碳源，在反應(yīng)中對(duì)納米磷酸鐵鋰顆粒進(jìn)行碳包覆。從而，利用海藻酸在水熱反應(yīng)中的雙重功效，使得制備得到的納米磷酸鐵鋰具有改善的高倍率性能。圖1所示為根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，制備納米磷酸鐵鋰的方法流程圖。首先是步驟S101，將海藻酸溶于水性溶劑中，以形成海藻酸溶液。海藻酸溶液的濃度通常可以在10-40mg/mL的范圍。海藻酸的濃度越大，則制備得到的納米磷酸鐵鋰粒徑越小，碳包覆的厚度越大。因此，對(duì)海藻酸濃度的選擇可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際需要來確定。使用水性溶劑是進(jìn)行水熱反應(yīng)的基礎(chǔ)，因此，對(duì)于該步驟的海藻酸溶液來說，只需要溶液為水性的即可，而無需對(duì)溶劑類型進(jìn)行具體的限定。例如，水性溶劑可以是水、多元醇(如乙二醇、一縮二乙二醇、丙三醇，或它們的任何混合)，或是水與多元醇的混合溶劑。當(dāng)為混合溶劑時(shí)，水與多元醇的比例可以根據(jù)需要，由本領(lǐng)域技術(shù)人員選擇進(jìn)行任意調(diào)配，即，多元醇的體積分?jǐn)?shù)可以0-100%。步驟S102為形成混合液的步驟，將鋰源、磷源、鐵源添加到上述海藻酸溶液中，形成混合液。其中鋰源可以是鋰鹽；磷源可以是磷酸或磷酸鹽；鐵源可以是鐵鹽。鋰鹽、磷酸或磷酸鹽、鐵鹽可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要進(jìn)行選擇，它們可以為水溶性的，其中鋰鹽可以是例如氫氧化鋰、醋酸鋰、氯化鋰、硝酸鋰，或它們的任意混合物；磷酸鹽可以是例如磷酸二氫鈉、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二銨，或它們的任意混合物；鐵鹽可以是二價(jià)鐵鹽或三價(jià)鐵鹽，例如硝酸鐵、氯化鐵、硫酸亞鐵，或它們的任意混合物?；旌弦褐?，鐵源 的摩爾濃度可以為O. 1-0. 5mol/L,磷源的摩爾濃度可以為O. 1-0. 5mol/L，鋰源的摩爾濃度可以為O. 3-1. 5mol/L。事實(shí)上，原料的濃度對(duì)本發(fā)明的制備方法影響不大，并因此可以由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)需要進(jìn)行選擇和調(diào)整。鋰源與鐵源的摩爾比可為2-3 :1，磷源與鐵源的摩爾比可為1-2 :1。優(yōu)選地，鋰源、磷源、鐵源的摩爾比為3:1:1。海藻酸與鐵源的摩爾比可以為O. 05-1 :1。之后，在步驟S103，將混合液置于高壓反應(yīng)釜中，水熱反應(yīng)，之后分離得到磷酸鐵鋰粉體。水熱范圍的溫度可以在120_220°C的范圍，反應(yīng)時(shí)間可以為6-15小時(shí)。磷酸鐵鋰粉體的分離可使用本領(lǐng)域常規(guī)的分離方法進(jìn)行，例如離心分離。分離后的磷酸鐵鋰粉體還可以進(jìn)一步純化，用于去除溶劑中的多元醇、海藻酸以及它們未能包覆后的形成的碳化物等。例如可以用水和乙醇洗滌固體，隨后干燥。最后將磷酸鐵鋰粉體在惰性氣氛中焙燒，得到納米磷酸鐵鋰。惰性氣氛可以是例如氮?dú)?、氬氣等。焙燒可以去除產(chǎn)物顆粒中的物理、化學(xué)吸附水。焙燒可以在500_900°C范圍進(jìn)行O. 5-5小時(shí)。通過調(diào)整原料濃度、海藻酸用量及混合溶液的配比，可對(duì)產(chǎn)物粒徑進(jìn)行控制，最終得到的納米磷酸鐵鋰的粒徑通常在50-300nm的范圍。這樣的粒徑范圍有利于提高鋰離子的擴(kuò)散，促使一些在微米尺度下不能發(fā)生的反應(yīng)進(jìn)行(不破壞晶體結(jié)構(gòu)，比容量保持);減小擴(kuò)散距離，t=L2/D，尤其是在b軸方向上縮短尺寸；電子傳輸能力增強(qiáng)；大的比表面積，增加同電解質(zhì)的接觸面積以及鋰離子擴(kuò)散面積；改變鋰離子和電子的化學(xué)勢(shì)，電極反應(yīng)熱力學(xué)的改變。本發(fā)明還將該納米磷酸鐵鋰作為正極活性材料，應(yīng)用于鋰離子電池，由此得到的鋰離子電池具有優(yōu)異的高倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
實(shí)施例實(shí)施例1 :納米磷酸鐵鋰的制備 稱取Ig海藻酸溶于IOOml水/丙三醇混合溶劑(丙三醇體積分?jǐn)?shù)50%)中，攪拌均勻，得到海藻酸溶液，濃度為10mg/ml。依次加入1. 2717g 氯化鋰(LiCl)、l. 1998g 磷酸二氫鈉(NaH2PO4)、4. 0402g 硝酸鐵(Fe(NO3)3AH2O),攪拌均勻后得到混合液。即鋰源磷源鐵源摩爾比為3:1:1。海藻酸與鐵源的摩爾比為O. 25 :1。將混合液放入高壓反應(yīng)釜中，150°C反應(yīng)12小時(shí)，產(chǎn)物離心分離，用水和乙醇洗滌三次后，真空干燥，得到磷酸鐵鋰粉體。將干燥后的粉末在氮?dú)鈿夥障?，?0°c /min的升溫速率升至700°C焙燒2. ·5小時(shí)，得到納米磷酸鐵鋰。圖2為實(shí)施例1制備的納米磷酸鐵鋰的X射線衍射分析(XRD)圖，圖中上方的譜線為實(shí)施例1制備的納米磷酸鐵鋰；下方的淺色譜線為尖晶石結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰(LiFePO4)的標(biāo)準(zhǔn)XRD譜圖。從圖中可見，實(shí)施例1制備得到的納米磷酸鐵鋰材料與尖晶石結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰(LiFePO4)的標(biāo)準(zhǔn)XRD譜圖相符。并且，本實(shí)施例制備得到的磷酸鐵鋰材料的純度較高，不存在其他雜質(zhì)；衍射峰明顯寬化，也表明制備得到的納米磷酸鐵鋰材料的顆粒尺寸較小，通過謝樂公式計(jì)算，晶粒尺寸約為23nm。實(shí)施例2 :納米磷酸鐵鋰的制備與實(shí)施例1類似，區(qū)別在于稱取4g海藻酸溶于IOOml水/丙三醇混合溶劑(丙三醇體積分?jǐn)?shù)50%)中，攪拌均勻，得到海藻酸溶液，濃度為40mg/ml。保持鐵源的濃度不變，海藻酸與鐵源的摩爾比為1:1。實(shí)施例3 :納米磷酸鐵鋰的制備稱取2g海藻酸溶于IOOml水/ 一縮二乙二醇混合溶劑(一縮二乙二醇的體積分?jǐn)?shù)為50%)中，攪拌均勻，得到海藻酸溶液，濃度為20mg/ml。依次加入3. 9594g 醋酸鋰(CH3COOLi )、2. 3006g 磷酸二氫銨(ΝΗ4Η2Ρ04)、5· 406g 氯化鐵(FeCl3 ·6Η20)，攪拌均勻后得到混合液。即鋰源磷源鐵源摩爾比為3:1:1。海藻酸與鐵源的摩爾比為O. 25 :1。將混合液放入高壓反應(yīng)釜中，180°C反應(yīng)10小時(shí)，產(chǎn)物離心分離，用水和乙醇洗滌三次后，真空干燥，得到磷酸鐵鋰粉體。將干燥后的粉末在氮?dú)鈿夥障拢詌°c /min的升溫速率升至500°C焙燒I小時(shí)，得到納米磷酸鐵鋰。實(shí)施例4 :納米磷酸鐵鋰的制備與實(shí)施例2類似，區(qū)別在于鋰源為2. 758g硝酸鋰；磷源為2. 6412g磷酸氫二銨；鐵源為8.0804g硝酸鐵。S卩，即鋰源磷源鐵源摩爾比為2:1:1。海藻酸與鐵源的摩爾比為O. 25 I ο圖3為根據(jù)實(shí)施例4制備的納米磷酸鐵鋰的掃描電鏡圖。圖中顯示依據(jù)實(shí)施例4制備得到的磷酸鐵鋰材料粒徑約為260nm。實(shí)施例5 :納米磷酸鐵鋰的制備稱取2g海藻酸溶于50ml乙二醇中，攪拌均勻，得到海藻酸溶液，濃度為40mg/ml。依次加入3. 147g氫氧化鋰(Li0H)、2. 875g85%的濃磷酸(Η3Ρ04)、6· 95g硫酸亞鐵(FeSO4 ·7Η20)，攪拌均勻后得到混合液。即鋰源磷源鐵源摩爾比為3:1:1。海藻酸與鐵源的摩爾比為O. 2 :1。將混合液放入高壓反應(yīng)釜中，220°C反應(yīng)6小時(shí)，產(chǎn)物離心分離，用水和乙醇洗滌三次后，真空干燥，得到磷酸鐵鋰粉體。將干燥后的粉末在氮?dú)鈿夥障拢?°C /min的升溫速率升至500°C焙燒2小時(shí)，得到納米磷酸鐵鋰。圖4a和圖4b分別為實(shí)施例5制備的磷酸鐵鋰材料的掃描電鏡圖。從圖中可見，實(shí)施例5制備得到的磷酸鐵鋰材料粒徑為50nm，材料的形貌規(guī)則、尺寸均一性好。實(shí)施例6 :納米磷酸鐵鋰的制備與實(shí)施例5類似，區(qū)別在于稱取O. 5g海藻酸溶于50ml乙二醇中，攪拌均勻，得到海藻酸溶液，濃度為10mg/ml。鐵源濃 度不變，為O. 5mol/L，海藻酸與鐵源的摩爾比為O. 05
Io實(shí)施例7 :納米磷酸鐵鋰的制備與實(shí)施例5類似，區(qū)別在于水性溶劑為水；水熱反應(yīng)溫度為120°C，水熱反應(yīng)時(shí)間為15小時(shí)；焙燒溫度為900°C，焙燒時(shí)間為5小時(shí)。實(shí)施例8 :納米磷酸鐵鋰的制備與實(shí)施例5類似，區(qū)別在于水性溶劑為水/乙二醇混合溶劑(乙二醇的體積分?jǐn)?shù)為80%);水熱反應(yīng)溫度為170°C，水熱反應(yīng)時(shí)間為8小時(shí)；焙燒溫度為800°C，焙燒時(shí)間為O. 5小時(shí)。實(shí)施例9 :納米磷酸鐵鋰的制備與實(shí)施例5類似，區(qū)別在于水性溶劑為水/ 一縮二乙二醇混合溶劑(一縮二乙二醇的體積分?jǐn)?shù)為80%);水熱反應(yīng)溫度為200°C，水熱反應(yīng)時(shí)間為8小時(shí)；焙燒溫度為800°C，焙燒時(shí)間為O. 5小時(shí)。實(shí)施例10 與實(shí)施例5類似，區(qū)別在于依次加入3. 147g氫氧化鋰(LiOH)、5. 75g85%的濃磷酸(H3P04)、6. 95g硫酸亞鐵(FeSO4 · 7H20)，攪拌均勻后得到混合液。即鋰源磷源鐵源摩爾比為3 2 :1。實(shí)施例11 電池性能測(cè)試鋰離子電池的制備將實(shí)施例6制備得到納米磷酸鐵鋰、乙炔黑和聚偏氟乙烯按質(zhì)量比80 :10 :10配制成正極漿料。將該正極漿料與粘結(jié)劑混合后涂覆于集流體鋁箔片上得到正極。以鋰金屬片為負(fù)極，將正極、負(fù)極、隔膜和電解液組裝得到鋰離子電池。電解液采用鋰離子電池用的常規(guī)電解液。在惰性氣體手套箱中裝配CR2032型扣式電池。倍率性能測(cè)試
測(cè)試儀器、條件將裝配好的電池在LAND充放電測(cè)試儀上進(jìn)行充放電測(cè)試。測(cè)試的電壓區(qū)間為2. 0-4. 3V。首先在O. 1C,O. 2C、0. 5C、1C、2C、5C、10C、15C和20C的充放電倍率下測(cè)試以所制備的電池的倍率性能。然后在IC充放電倍率條件下測(cè)試電池的循環(huán)性能。圖5所示為針對(duì)該鋰離子電池進(jìn)行倍率性能測(cè)試的結(jié)果。從圖中可見0.1C充放電容量達(dá)到160mAh/g，接近磷酸鐵鋰的理論容量(170mAh/g);10C充放電容量高達(dá)IlOmAh/g，20C充放電容量高達(dá)90mAh/g?？梢?，該鋰離子電池具有良好的倍率性能。圖6所示為針對(duì)該鋰離子電池進(jìn)行循環(huán)性能測(cè)試的結(jié)果。從圖中可見1C充放電100個(gè)循環(huán)后該鋰離子電池的容量保持率都高于98%?？梢?，該鋰離子具有優(yōu)異的循環(huán)性倉泛。實(shí)施例12 電池性能測(cè)試鋰離子電池的制備方法同實(shí)施例11類似，采用實(shí)施例8制備的納米磷酸鐵鋰為正極活性物質(zhì)制備的鋰離子電池。圖7為針對(duì)該鋰離子電池進(jìn)行倍率性能測(cè)試的結(jié)果。從圖中可見0.1C充放電容量達(dá)到156mAh/g ;10C充放電容量為107mAh/g，可見該鋰離子電池具有良好的倍率性能。圖8所示為針對(duì)該鋰離子電池進(jìn)行循環(huán)性能測(cè)試的結(jié)果。從圖中可見1C充放電100個(gè)循環(huán)后該鋰離子電池的容量僅從144. 5mAh/g降低到140. 8mAh/g,容量保持率為97%，平均每圈容量損失僅為O. 03%，該鋰離子具有優(yōu)異的循環(huán)性能。 實(shí)施例13 電池性能測(cè)試同實(shí)施例11類似，圖9和圖10為以實(shí)施例2和9制備的納米磷酸鐵鋰為正極活性物質(zhì)制備的鋰離子電池的倍率充放電曲線，從圖中可以看到，IOC充放電時(shí)材料的比容量都在90mAh/g以上。 以上所述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。任何根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思所作出的各種其他相應(yīng)的改變與變形，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制備納米磷酸鐵鋰的方法，包括以下步驟SlOl將海藻酸溶于水性溶劑中，形成濃度為10-40mg/mL的海藻酸溶液；S102添加鋰源、磷源、鐵源到海藻酸溶液中，形成混合液，其中鋰源為鋰鹽，磷源為磷酸或磷酸鹽，鐵源為鐵鹽，并且其中鋰源與鐵源的摩爾比為2-3 :1，磷源與鐵源的摩爾比為 1-2 :1，海藻酸與鐵源的摩爾比為O. 05-1 1 ；S103將混合液置于高壓反應(yīng)釜中，于120-220°C水熱反應(yīng)6_15小時(shí)，之后分離得到磷酸鐵鋰粉體；S104在惰性氣氛中，將磷酸鐵鋰粉體于500-900°C焙燒O. 5-5小時(shí)，得到納米磷酸鐵鋰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟S103還包括使用水性溶劑洗滌磷酸鐵鋰粉體并干燥的純化操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述水性溶劑為水、多元醇、或水與多元醇的混合溶劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述多元醇為乙二醇、一縮二乙二醇、丙三醇，或它們的任意組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋰鹽選自氫氧化鋰、醋酸鋰、氯化鋰、 硝酸鋰，或它們的任意組合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述磷酸鹽選自磷酸二氫鈉、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、磷酸氫二銨，或它們的任意組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鐵鹽選自硝酸鐵、氯化鐵、硫酸亞鐵， 或它們的任意組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)所述的方法制備的納米磷酸鐵鋰，其特征在于，所述納米磷酸鐵鋰在用作鋰離子電池正極活性材料時(shí)，該鋰離子電池具有90-110mAh/g的IOC充放電容量，以及IC充放電100個(gè)循環(huán)后97%以上的容量保持率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的納米磷酸鐵鋰，其特征在于，所述納米磷酸鐵鋰的粒徑為 50_300nm。
10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的正極活性材料為根據(jù)權(quán)利要求 1-6中任一項(xiàng)制備的納米磷酸鐵鋰。
全文摘要
本發(fā)明涉及納米磷酸鐵鋰正極活性材料的制備方法，以及在鋰離子電池中的應(yīng)用。本發(fā)明通過將海藻酸的使用與水熱反應(yīng)相結(jié)合，海藻酸既可用作碳包覆的碳源，又可用來限制顆粒的粒徑；結(jié)合水熱反應(yīng)的簡(jiǎn)單操作對(duì)環(huán)境友好，可制備得到粒徑在50-300nm范圍內(nèi)可調(diào)的納米磷酸鐵鋰。將該納米磷酸鐵鋰用作鋰離子電池的正極活性材料，鋰離子電池的高倍率性能得到明顯改善，且具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)B82Y40/00GK103050696SQ20121057476
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月26日
發(fā)明者朱朋莉, 周鳳瑞, 孫建政, 孫蓉 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院