[发明专利]锂离子电池正极材料磷酸铁锂纳米带及其制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂纳米带，其特征在于，所述的磷酸铁锂纳米带表面光滑，厚度60～300nm，宽度5～25μm，长度大于100μm；所述的磷酸铁锂纳米带的分子式为LiFePO₄，为橄榄石结构。

2.一种如权利要求1所述的磷酸铁锂纳米带的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下具体步骤：

一、纺丝液的配制

(一)将锂源，铁源，磷源溶于溶剂中，搅拌得到磷酸铁锂前驱体溶液，所述的磷酸铁锂前驱体至少含有1种锂源、1种铁源、1种磷源，所述的锂源为硝酸锂或氢氧化锂中的1种或2种的混合物，所述的铁源为硝酸铁、醋酸亚铁、氯化铁、氯化亚铁或硫酸亚铁铵中的1种或1种以上的混合物，所述的磷源为磷酸、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵或磷酸铵中的1种或者1种以上的混合物，所述的溶剂为水、乙醇或N，N-二甲基甲酰胺(DMF)中的1种或1种以上的混合物，其中，锂源，铁源和磷源的比例按照物质的量计为1∶1∶1；

(二)向所述磷酸铁锂前驱体溶液中加入高分子模板剂，搅拌得到磷酸铁锂前驱体和高分子的混合纺丝液，所述的高分子模板剂为聚乙烯吡咯烷酮(PVP)或聚乙烯醇(PVA)中的1种或2种的混合物；其配比(质量百分比)为：

磷酸铁锂前驱体        10～15％，

高分子                20～35％，

溶剂                  50～70％；

二、磷酸铁锂前驱体/高分子复合纳米带的制备

采用静电纺丝方法，纺丝电压为10～25kV、固化距离为10～30cm，纺丝温度为15～26℃，湿度为30～55％，得到磷酸铁锂前驱体/高分子复合纳米带；

三、磷酸铁锂纳米带的制备

对磷酸铁锂前驱体/高分子复合纳米带进行热处理，升温速率为0.5～10.0℃/min；首先在300～400℃空气氛围内保温4～8小时，然后在600～900℃范围内的某一温度下氩气气氛中保温10～24小时，之后自然冷却至室温，得到磷酸铁锂纳米带。

3.一种锂离子电池，其特征在于，所述的锂离子电池的正极材料为LiFePO₄纳米带，在0.1C倍率下，首次放电比容量大于154.6mAh/g，循环20次后没有出现衰减，内阻小于60。

4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，所述的锂离子电池使用的负极材料为金属锂片、石墨碳或导电炭黑中的1种，隔膜为聚乙烯或聚丙烯中的1种，电解质为LiPF₆。

5.一种如权利要求1所述的磷酸铁锂纳米带的应用，其特征在于可用作锂离子电池正极材料。