[發明專利]一種梭形結構碳包覆磷化鐵電極材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201710850311.0
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107749467B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 張孝杰;潘麗坤;王苗;陸婷
• 申請（專利權）人: 華東師范大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525;B82Y30/00
• 代理公司: 上海藍迪專利商標事務所(普通合伙) 31215
• 代理人: 徐筱梅;張翔

1.一種梭形結構碳包覆磷化鐵電極材料，其特征在于，該材料以鐵鹽與有機配體為原料經聚合得到梭形結構的金屬有機框架模板、對梭形結構的金屬有機框架模板碳化、碳化后的梭形結構的金屬有機框架模板與磷源經熱處理而得；其中，鐵鹽與有機配體的摩爾比1︰1-5；碳包覆磷化鐵顆粒，以梭形結構聚集在一起；碳與磷化鐵的質量比為1︰3-9；碳包覆磷化鐵顆粒粒徑為10-80 nm；磷化鐵的質量分數為50-90%。

2.根據權利要求1所述的電極材料，其特征在于所述鐵鹽為氯化鐵、硝酸鐵或硫酸鐵；所述有機配體為反丁烯二酸或對苯二甲酸；所述磷源為磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、次磷酸氫二鈉或次磷酸氫二鉀。

3.一種權利要求1所述梭形結構碳包覆磷化鐵電極材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下具體步驟：

步驟1：將鐵鹽與有機配體按摩爾比1︰1-5分別溶于溶劑中，然后將鐵鹽和有機配體溶液混合均勻，在油浴條件下，40-120℃聚合反應2-20 h，將產物離心分離，用去離子水和無水乙醇進行清洗，即得到梭形結構的金屬有機框架模板；其中，所述鐵鹽為氯化鐵、硝酸鐵或硫酸鐵；所述有機配體為反丁烯二酸或對苯二甲酸；溶劑為去離子水、無水乙醇、無水甲醇或N,N-二甲基甲酰胺；

步驟2：將步驟1所得的梭形結構的金屬有機框架模板在惰性氣氛氮氣下，以1-10℃/min的升溫速率將溫度升至400-1000℃，并在該溫度下保持2-5 h，將溫度降至室溫得到碳化的梭形結構的中間產物；

步驟3：將步驟2所得碳化的梭形結構的中間產物和磷源按質量比1︰1-9分別放置于長方形坩堝的前后端，在惰性氣氛氮氣下，以1-10℃/min的升溫速率將溫度升至200-700℃，并在該溫度下保持2-8 h，將溫度降至室溫即得到所述梭形結構碳包覆磷化鐵電極材料；其中，所述磷源為磷酸氫二鈉、磷酸氫二鉀、次磷酸氫二鈉或次磷酸氫二鉀。