[發明專利]一種碳包覆磷酸鐵鋰及其制備方法、磷酸鐵鋰正極片、磷酸鐵鋰電池

有效

• 申請號: 202011633015.3
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112751003B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 何豐;張啟萬;王永紅;曹宇;李精華;劉光海
• 申請（專利權）人: 龍蟒大地農業有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M4/136;H01M10/0525
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 陶紅

本發明提供了一種碳包覆磷酸鐵鋰，并同時提供了該碳包覆磷酸鐵鋰的制備方法以及以該碳包覆磷酸鐵鋰為原料制得的磷酸鐵鋰正極片和磷酸鐵鋰電池，包括如下步驟：S1、配置氧化石墨烯分散液；S2、將乙二胺四乙酸與硝酸鐵混合攪拌后靜置，得到含有絡合物的溶液；S3、將步驟S2所得含有絡合物的溶液與步驟S1所得氧化石墨烯分散液混合攪拌，得到混合液；S4、對磷酸鐵鋰進行球磨，然后噴霧造粒得到微米磷酸鐵鋰；S5、將步驟S4所得微米磷酸鐵鋰加入至步驟S3所得混合液中，攪拌后靜置；S6、將步驟S5所得混合物轉移至水熱反應釜中進行水熱反應，完成后取出自然冷卻、過濾及瀝干即得碳包覆磷酸鐵鋰。

技術領域

本發明涉及磷酸鐵鋰材料技術領域，具體而言，涉及一種碳包覆磷酸鐵鋰及其制備方法、磷酸鐵鋰正極片、磷酸鐵鋰電池。

背景技術

磷酸鐵鋰是一種鋰離子電池電極材料，化學式為LiFePO₄，主要用于各種鋰離子電池。自1996年日本的NTT首次揭露A_yMPO₄(A為堿金屬，M為 CoFe兩者之組合：LiFeCoPO₄)的橄欖石結構的鋰電池正極材料之后，1997 年美國德克薩斯州立大學John.B.Goodenough等研究群，也接著報導了 LiFePO₄的可逆性地遷入脫出鋰的特性。

磷酸鐵鋰作為電極正極材料，可逆充放電比容量較高，同時又具有原料來源廣泛、污染低、安全性好、循環壽命長等優勢，是目前較為理想的動力形和儲能形鋰離子電池正極材料。但是其自身結構導致了其電導率較低，無法實現高倍率充放電。

發明內容

本發明的目的在于提供一種碳包覆磷酸鐵鋰及其制備方法、磷酸鐵鋰正極片、磷酸鐵鋰電池，利用氧化石墨烯對磷酸鐵鋰進行改性，有效提升其電導率。

本發明的實施例通過以下技術方案實現：

本發明第一方面提供了一種碳包覆磷酸鐵鋰的制備方法，包括如下步驟：

S1、配置氧化石墨烯分散液；

S2、將乙二胺四乙酸與硝酸鐵混合攪拌后靜置，得到含有絡合物的溶液；

S3、將步驟S2所得含有絡合物的溶液與步驟S1所得氧化石墨烯分散液混合攪拌，得到混合液；

S4、對磷酸鐵鋰進行球磨，然后噴霧造粒得到微米磷酸鐵鋰；

S5、將步驟S4所得微米磷酸鐵鋰加入至步驟S3所得混合液中，攪拌后靜置；

S6、將步驟S5所得混合物轉移至水熱反應釜中進行水熱反應，完成后取出自然冷卻、過濾及瀝干即得碳包覆磷酸鐵鋰。

本發明第二方面提供了由上述制備方法制得的碳包覆磷酸鐵鋰。

本發明第三方面提供了由上述碳包覆磷酸鐵鋰制得的磷酸鐵鋰正極片。

本發明第四方面提供了一種磷酸鐵鋰電池，包括正極片、負極片、隔膜及電解液，其中，所述正極片為上述的磷酸鐵鋰正極片。

本發明實施例的技術方案至少具有如下優點和有益效果：

由本發明所提供的制備方法所制得的碳包覆磷酸鐵鋰，以氧化石墨烯作為媒介，將有機碳源乙二胺四乙酸包覆于磷酸鐵鋰的表面，用以改善材料的導電性能，乙二胺四乙酸的還原性還可以防止Fe²⁺氧化，并且，氧化石墨烯的限域作用能夠防止磷酸鐵鋰的粒徑變大，進而防止了鋰離子的傳遞距離變大導致電導率降低，另外，乙二胺四乙酸與硝酸鐵絡合之后形成的絡合物上存在鐵離子，絡合物上的鐵和磷酸鐵鋰上的鐵分別與氧化石墨烯上的羧酸基團發生靜電吸附，由此使得乙二胺四乙酸能夠更加穩定地包覆于磷酸鐵鋰的表面，提升磷酸鐵鋰的電導率。

具體實施方式