[發明專利]一種多孔碳層包覆磷酸鐵鋰材料及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202210323912.7
• 申請日: 2022-03-30
• 公開（公告）號: CN114715870A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 魯勁華;宮璐;鄭剛;張金華;徐丹丹;汪宇;林浩
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: C01B25/45
• 分類號: C01B25/45;C01B32/05;H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥市長遠專利代理事務所(普通合伙) 34119
• 代理人: 余婧

1.一種多孔碳層包覆磷酸鐵鋰材料的制備方法，其特征在于，以含離子液體的Fe-MOFs納米材料作為鐵源和碳源，將所述含離子液體的Fe-MOFs納米材料與磷源、鋰源混合均勻后，在惰性氣氛下固相燒結，得到多孔碳層包覆的磷酸鐵鋰材料；

所述含離子液體的Fe-MOFs納米材料是以可溶性鐵鹽、多羧酸配體和鄰菲羅啉為原料，以離子液體為模板，采用水熱反應合成得到。

2.根據權利要求1所述的多孔碳層包覆磷酸鐵鋰材料的制備方法，其特征在于，所述含離子液體的Fe-MOFs納米材料的制備方法為：將可溶性鐵鹽、多羧酸配體和鄰菲羅啉溶解在去離子水中，然后加入離子液體，混合均勻后進行水熱反應，冷卻、洗滌、烘干，即得。

3.根據權利要求1或2所述的多孔碳層包覆磷酸鐵鋰材料的制備方法，其特征在于，所述多羧酸配體、鄰菲羅啉與可溶性鐵鹽中的鐵元素的摩爾比為(1～2)：(1～2)：(5～8)；所述離子液體與可溶性鐵鹽中的鐵元素的摩爾比為(4～10)：1。

4.根據權利要求1或2所述的多孔碳層包覆磷酸鐵鋰材料的制備方法，其特征在于，所述可溶性鐵鹽為氯化鐵、硝酸鐵、硫酸鐵及其水合物中的至少一種；優選地，所述多羧酸配體為5-甲基間苯二甲酸、鄰苯二甲酸、二羥基丁二酸中的至少一種；優選地，所述離子液體為1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑雙三氟甲磺酰胺鹽、丙基哌啶雙三氟甲磺酰亞胺鹽、N-甲基，丁基哌啶雙三氟甲磺酰亞胺鹽、N-甲基，丙基吡咯雙三氟甲磺酰亞胺鹽、N-甲基，丁基吡咯烷雙三氟甲磺酰亞胺鹽中的至少一種。

5.根據權利要求1或2所述的多孔碳層包覆磷酸鐵鋰材料及其制備方法，其特征在于，所述水熱反應的溫度為110～150℃；優選地，所述水熱反應的時間為36～96h。

6.根據權利要求1所述的多孔碳層包覆磷酸鐵鋰材料及其制備方法，其特征在于，所述磷源、鋰源與含離子液體的Fe-MOFs納米材料中的鐵元素的摩爾比為(0.95～1)：(1～1.05)：(0.95～1)。

7.根據權利要求1所述的多孔碳層包覆磷酸鐵鋰材料及其制備方法，其特征在于，所述磷源為磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉中的至少一種；優選地，所述鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰、醋酸鋰中的至少一種。

8.根據權利要求1所述的多孔碳層包覆磷酸鐵鋰材料及其制備方法，其特征在于，所述固相燒結的具體步驟為：先在300～400℃下預燒3～5h，然后在650～800℃下煅燒6～8h。

9.一種多孔碳層包覆磷酸鐵鋰材料，其特征在于，由權利要求1～8任一項所述的制備方法制得。

10.一種如權利要求9所述的多孔碳層包覆磷酸鐵鋰材料作為鋰離子電池正極材料的應用。