[发明专利]碳包覆磷酸铁、其制备的碳包覆磷酸亚铁锂复合材料及其应用

权利要求书

1.一种碳包覆磷酸铁，其特征在于：所述碳包覆磷酸铁中碳含量为1~20wt%，其制备方法包括如下步骤：

（1）将三氧化二铁和五氧化二磷按Fe:P摩尔比为1:(1~1.12)的比例混合，充分研磨使之混合均匀；

（2）在步骤（1）所得混合原料中掺入碳源，然后将所得混合物放入管式炉中，在惰性气流保护下，于200~500℃预烧1~4小时，再经600~700℃高温烧结5~24小时，降温至室温，磨细得到碳包覆磷酸铁。

2.如权利要求1所述的碳包覆磷酸铁，其特征在于：所述的充分研磨为：在球磨机上混合2~20小时。

3.如权利要求1或2所述的碳包覆磷酸铁，其特征在于：所述步骤（1）中，在研磨前，往三氧化二铁和五氧化二磷中加入酒精，所述酒精的加入体积以三氧化二铁的摩尔数计为20~200mL/mol。

4.如权利要求1所述的碳包覆磷酸铁，其特征在于：所述碳源为聚乙烯或聚丙烯或沥青。

5.如权利要求1所述的碳包覆磷酸铁，其特征在于：所述惰性气流为氮气流或氩气流。

6.如权利要求1所述的碳包覆磷酸铁，其特征在于：所述步骤（2）中，混合物先以5~10℃/分钟的速率升温至200~500℃预烧1~4小时，再以5~10℃/分钟的速率升温至600~700℃高温烧结5~24小时。

7.如权利要求1所述的碳包覆磷酸铁，其特征在于：所述方法按照如下步骤进行：

（1）将三氧化二铁和五氧化二磷按Fe:P摩尔比为1:(1~1.12)的比例混合，并加入酒精，酒精的加入体积以三氧化二铁的摩尔数计为20~200mL/mol，然后在在球磨机上混合5~20小时，使之混合均匀；

（2）在步骤（1）所得混合原料中掺入聚乙烯或聚丙烯或沥青，然后将所得混合物放入管式炉中，在氮气或氩气流保护下，先以5~10℃/分钟的速率升温至200~500℃预烧1~4小时，再以5~10℃/分钟的速率升温至600~700℃高温烧结5~24小时，降温至室温，磨细得到碳包覆磷酸铁。

8.一种由权利要求1所述的碳包覆磷酸铁制备的碳包覆磷酸亚铁锂复合材料，所述复合材料具体通过如下方法制备：将锂化合物与碳包覆磷酸铁按照Li：Fe的摩尔比为（0.95~1.05）:1的比例混合均匀，在还原性气氛下于600~800℃烧结4~30小时，冷却后磨细得到碳包覆磷酸亚铁锂复合材料；所述的锂化合物为氢氧化锂、碳酸锂或硝酸锂。

9.如权利要求11所述的碳包覆磷酸亚铁锂复合材料，其特征在于：所述的还原性气氛为体积比为5~9：1的N₂与H₂的混合气氛或体积比为5~9：1的Ar与H₂的混合气氛。

10.如权利要求11所述的碳包覆磷酸亚铁锂复合材料作为锂离子电池正极材料的应用。