的傳輸距離，碳包覆可以提高材料的電子傳導(dǎo)率，從而提高材料的電化學(xué)性能。
[0041]實施例2:
[0042]將0.005mol LiAc.2Η20 和 0.005mol Fe (NO3) 3.9H20 分散在 70mL 二乙二醇中，攪拌均勻后，緩慢加入0.005mol H3PO4，并不斷的攪拌，然后逐滴添加3mL乙二胺，攪拌均勻得到前驅(qū)液。取35mL前驅(qū)液放入10mL的微波反應(yīng)釜中，在220°C下反應(yīng)lh，冷卻到室溫后將反應(yīng)液經(jīng)去離子水和乙醇多次洗滌之后在100°C烘箱烘干得到前驅(qū)物。將前驅(qū)物在還原氣氛下(5vol.% 4和95vol.% Ar)升溫到700°C并煅燒10h。隨爐自然冷卻至室溫，即得碳包覆的三維雙連續(xù)結(jié)構(gòu)LiFeP04/C。
[0043]所制備的前驅(qū)物(a)和煅燒產(chǎn)物磷酸鐵鋰(b)的掃描電鏡圖(SEM)如圖4所示。由圖4(a)可見，前驅(qū)物為納米顆粒相互連接形成的雙連續(xù)結(jié)構(gòu)，納米顆粒的尺寸為30nm左右。由圖4(b)可見，煅燒產(chǎn)物碳包覆的磷酸鐵鋰為球狀三維雙連續(xù)結(jié)構(gòu)，顆粒與顆粒之間相互連接，形成球狀結(jié)構(gòu)。
[0044]實施例3:
[0045]將0.005mol LiAc.2Η20 和 0.005mol Fe (NO3) 3.9H20 分散在 70mL 二乙二醇中，攪拌均勻后，緩慢加入0.005mol H3PO4，并不斷的攪拌，然后逐滴添加3mL乙二胺，攪拌均勻得到前驅(qū)液。取50mL前驅(qū)液放入10mL的微波反應(yīng)釜中，在220°C下反應(yīng)20min，冷卻到室溫后將反應(yīng)液經(jīng)去離子水和乙醇多次洗滌之后在100°C烘箱烘干得到前驅(qū)物。將前驅(qū)物在還原氣氛下(5vol.% 4和95vol.% Ar)升溫到700°C并煅燒10h。隨爐自然冷卻至室溫，即得碳包覆的三維雙連續(xù)結(jié)構(gòu)LiFeP04/C。
[0046]所制備的前驅(qū)物的掃描電鏡圖(SEM)如圖5所示。由圖可見，前驅(qū)物為納米顆粒相互連接形成的雙連續(xù)結(jié)構(gòu)，納米顆粒的尺寸為30nm左右。
[0047]實施例4:
[0048]將0.005mol LiAc.2Η20 和 0.005mol Fe (NO3) 3.9H20 分散在 70mL 二乙二醇中，攪拌均勻后，緩慢加入0.005mol H3PO4，并不斷的攪拌，然后逐滴添加3mL乙二胺，攪拌均勻得到前驅(qū)液。取50mL前驅(qū)液放入10mL的微波反應(yīng)釜中，在180°C下反應(yīng)20min，冷卻到室溫后將反應(yīng)液經(jīng)去離子水和乙醇多次洗滌之后在100°C烘箱烘干得到前驅(qū)物。將前驅(qū)物在還原氣氛下(5vol.% 4和95vol.% Ar)升溫到700°C并煅燒10h。隨爐自然冷卻至室溫，即得碳包覆的三維雙連續(xù)結(jié)構(gòu)LiFeP04/C。
[0049]所制備的前驅(qū)物的掃描電鏡圖(SEM)如圖6所示。由圖可見，前驅(qū)物為納米顆粒相互連接形成的雙連續(xù)結(jié)構(gòu)，納米顆粒的尺寸為30nm左右。
[0050]實施例5:
[0051]將0.015mol LiAc.2H20 和 0.015mol Fe (NO3) 3.9H20 分散在 70mL 二乙二醇中，攪拌均勻后，緩慢加入0.015mol H3PO4，并不斷的攪拌，然后逐滴添加3mL乙二胺，攪拌均勻得到前驅(qū)液。取35mL前驅(qū)液放入10mL的微波反應(yīng)釜中，在180°C下反應(yīng)lh，冷卻到室溫后將反應(yīng)液經(jīng)去離子水和乙醇多次洗滌之后在100°C烘箱烘干得到前驅(qū)物。將前驅(qū)物在還原氣氛下(5vol.% 4和95vol.% Ar)升溫到700°C并煅燒10h。隨爐自然冷卻至室溫，即得碳包覆的三維雙連續(xù)結(jié)構(gòu)LiFeP04/C。
[0052]所制備的前驅(qū)物的掃描電鏡圖(SEM)如圖7所示。由圖可見，前驅(qū)物為納米顆粒相互連接形成的雙連續(xù)結(jié)構(gòu)，納米顆粒的尺寸為30nm左右。
[0053]應(yīng)用實例:
[0054]將實施例1制備出的包碳的三維雙連續(xù)結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰組裝成扣式電池進行電化學(xué)性能測試，表現(xiàn)出很好的電化學(xué)性能。結(jié)果表明，在0.2C的電流密度下，電池的首圈放電比容量達到153.9mAh/g，在充放電100圈之后容量保持率為91.4%，具有很好的循環(huán)穩(wěn)定性。
【主權(quán)項】
1.微波溶劑熱原位合成碳包覆磷酸鐵鋰的方法，包括有以下步驟: (1)稱取鋰源、鐵源和磷源的原料； (2)將0.005?0.015mol鋰源、0.005?0.015mol鐵源分散在70?140ml醇還原劑中； (3)緩慢加入0.005?0.015mol磷源，并不斷的攪拌，所述鋰源、鐵源和磷源按化學(xué)計量比1:1:1 ; (4)逐滴添加3?6mL螯合劑，攪拌均勻得到前驅(qū)液； (5)取部分前驅(qū)液放入微波反應(yīng)釜中，加熱反應(yīng)； (6)對上述反應(yīng)得到的產(chǎn)物進行洗滌干燥得到前驅(qū)物； (7)將上述前驅(qū)物在還原氣氛下500?800°C煅燒5?10h，得到原位包碳的三維雙連續(xù)結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波溶劑熱原位合成碳包覆磷酸鐵鋰的方法，其特征在于，所述鋰源選自Li2C03、LiAc.2H20或L1H。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波溶劑熱原位合成碳包覆磷酸鐵鋰的方法，其特征在于，所述鐵源選自 Fe (NO3) 3.9H20、Fe (Ac) 3或 FeCl 3。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波溶劑熱原位合成碳包覆磷酸鐵鋰的方法，其特征在于，所述磷源選自 ΝΗ4Η2Ρ04、(nh4)2hpo^h3po4。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波溶劑熱原位合成碳包覆磷酸鐵鋰的方法，其特征在于，所述醇還原劑選自乙醇、乙二醇、聚乙二醇或二乙二醇。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波溶劑熱原位合成碳包覆磷酸鐵鋰的方法，其特征在于，所述螯合劑為乙二胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波溶劑熱原位合成碳包覆磷酸鐵鋰的方法，其特征在于，所述微波加熱反應(yīng)的溫度范圍在180?220°C之間，反應(yīng)時間20?60min。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波溶劑熱原位合成碳包覆磷酸鐵鋰的方法，其特征在于，煅燒溫度為600?750°C，煅燒時間為8?10h，煅燒的程序為升溫速度為3°C /分鐘。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波溶劑熱原位合成碳包覆磷酸鐵鋰的方法，其特征在于，所述的前驅(qū)物為納米顆粒相互連接形成的雙連續(xù)結(jié)構(gòu)，納米顆粒的尺寸為30?50nm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微波溶劑熱原位合成碳包覆磷酸鐵鋰的方法，其特征在于，所述碳包覆磷酸鐵鋰為原位碳包覆的三維雙連續(xù)結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰，所包覆的碳層的厚度為.3 ?5nm.
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種微波溶劑熱原位合成碳包覆磷酸鐵鋰的方法，包括有以下步驟：將鋰源、鐵源分散在醇還原劑中；加入磷源，攪拌，添加螯合劑，攪拌得到前驅(qū)液；取部分前驅(qū)液放入微波反應(yīng)釜中，加熱反應(yīng)；得到的產(chǎn)物進行洗滌干燥得到前驅(qū)物；將上述前驅(qū)物在還原氣氛下煅燒，即得。本發(fā)明的有益效果是：原位碳包覆不僅可以節(jié)省時間，而且可以確保包覆的碳的均勻性。同時包覆碳可以增強磷酸鐵鋰的導(dǎo)電性，提高其電化學(xué)性能；為三維雙連續(xù)結(jié)構(gòu)，該種結(jié)構(gòu)納米顆粒之間相互連接，形成三維網(wǎng)絡(luò)，極大的縮短了鋰離子的傳輸距離，提高材料的電化學(xué)性能；反應(yīng)周期短，工藝簡單；制備的磷酸鐵鋰比容量高、循環(huán)性能好、重復(fù)性高、加工性能優(yōu)良。
【IPC分類】H01M4-58, H01M4-136
【公開號】CN104752723
【申請?zhí)枴緾N201510152334
【發(fā)明人】李昱, 張倩, 許駿蒙, 黃紹專, 王洪恩, 陳麗華, 蘇寶連
【申請人】武漢理工大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月1日