[發明專利]磷酸錳鋰和碳納米管/纖維的復合材料及其制備方法、鋰離子二次電池正極、電池

有效

• 申請號: 201310242754.3
• 申請日: 2013-06-19
• 公開（公告）號: CN104241643B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 劉濤;吳曉東;盧威;陳立桅
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: H01M4/58
• 分類號: H01M4/58;B82Y30/00;B82Y40/00;H01M4/13
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種磷酸錳鋰和碳納米管/碳納米纖維的復合材料的制備方法，其特征在于，包括步驟：

s1、在制備磷酸錳的反應液中加入碳納米管或碳納米纖維，獲得磷酸錳－碳納米管/碳納米纖維復合物；

s2、將磷酸錳－碳納米管/碳納米纖維復合物在惰性氣氛下熱處理形成具有多孔結構的焦磷酸錳－碳納米管/碳納米纖維復合物；

s3、將焦磷酸錳－碳納米管/碳納米纖維復合物與摻雜金屬源、鋰源、磷酸鹽和碳源混合后制得反應前驅體，在惰性氣氛下于500-900℃恒溫鍛燒1-30小時，獲得目標產物。

2.根據權利要求1所述的磷酸錳鋰和碳納米管/碳納米纖維的復合材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟s1中，取硝酸錳水溶液與磷酸水溶液混合，以乙醇和水的混合物為溶劑，加入碳納米管/碳納米纖維并分散在溶液中，反應液在10-100℃攪拌0.5-48小時后，過濾烘干, 再經400－800℃于惰性氣氛中熱處理，制得多孔焦磷酸錳－碳納米管/碳納米纖維復合物。

3.根據權利要求1所述的磷酸錳鋰和碳納米管/碳納米纖維的復合材料的制備方法，其特征在于：所述的碳源選自聚乙二醇、聚乙烯醇或葡萄糖。

4.根據權利要求1所述的磷酸錳鋰和碳納米管/碳納米纖維的復合材料的制備方法，其特征在于：所述的步驟s2和s3中，所述的惰性氣氛為氮氣和/或氬氣。

5.根據權利要求1-4之任一項所述的方法制備的磷酸錳鋰和碳納米管/碳納米纖維的復合材料，其特征在于：所述的磷酸錳鋰原位生長于所述碳納米管/碳納米纖維的表面，所述的磷酸錳鋰材料為LiMn_xM_1-xPO₄，其中0.6≤x≤1，M選自Fe、 Mg、Ni、Co、V中的一種或幾種，所述的復合材料的粒徑為0.5~50μm，所述的復合材料上形成有多個孔洞。

6.根據權利要求5所述的磷酸錳鋰和碳納米管/碳納米纖維的復合材料，其特征在于：所述的孔洞的孔徑大小為3~50nm，所述的孔洞的比體積為0.05~0.5 cm³/g，所述的復合材料的比表面積為9-54m²/g。

7.根據權利要求5所述的磷酸錳鋰和碳納米管/碳納米纖維的復合材料，其特征在于：所述的碳納米管/碳納米纖維與磷酸錳鋰顆粒的表面的間距小于1nm。

8.根據權利要求5所述的磷酸錳鋰和碳納米管/碳納米纖維的復合材料，其特征在于：所述的復合材料中碳的含量為0.1~30wt.％。

9.一種鋰離子二次電池正極，其特征在于，包括基體和置于基體表面的涂覆材料，所述的涂覆材料包括：權利要求5至8任一所述的復合材料、導電材料和粘結劑。

10.一種鋰離子二次電池，其特征在于，包括權利要求9所述的鋰離子二次電池正極、負極、設置在正極和負極之間的隔膜和電解液。