[发明专利]一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法

权利要求书

1.一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法，其特征在于，将包括铁的化合物、磷的化合物、锂的化合物的原料溶解在水中，加入适量络合剂保证溶液中没有沉淀产生，所述络合剂的用量与铁的化合物中铁原子的摩尔比为1-4.5；用弱酸或弱碱调节溶液的pH调至2-6，再加入可均匀分散在水中的氧化石墨烯混合均匀；将混合溶液干燥，干燥后的混合物经焙烧得到锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法，其特征在于，所加入的铁的化合物、磷的化合物和锂的化合物中铁、磷、锂的原子比为Fe:P:Li＝1:(0.99-1.03):(0.95-1.08)。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法，其特征在于，水的用量与所用锂的化合物中锂原子的摩尔比为30-300。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法，其特征在于，所述氧化石墨烯的加入量为原料总质量的0.05％-15％。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法，其特征在于，所述铁的化合物为磷酸铁、氯化铁、硝酸铁、氧化铁、乙酸铁中的一种或几种混合物；所述磷的化合物为正磷酸、磷酸氢二锂、磷酸二氢锂、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸锂、磷酸铵中的一种或几种混合物；所述锂的化合物为氢氧化锂、碳酸锂、磷酸氢二锂、磷酸二氢锂、醋酸锂中的一种或几种混合物。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法，其特征在于，所述络合剂为草酸、柠檬酸、水杨酸、酒石酸、苹果酸、乙二胺四乙酸、二乙基三胺五乙酸、1,2-二胺基环己烷四乙酸、乙二醇二乙醚二胺四乙酸以及相对应的铵盐中的一种或几种混合物。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法，其特征在于，所述原料中包括含碳前驱体，含碳前驱体的加入量为原料总质量的0-15％。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法，其特征在于，所述含碳前驱体为葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、果糖、聚乙烯基吡咯烷酮、聚丙烯酰胺、聚环氧乙烯、聚乙烯醇、聚乙二醇、羟基纤维素、水溶性淀粉中的一种或几种混合物。

9.根据权利要求7所述的锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法，其特征在于，所述原料中还包含可溶性掺杂金属源，该可溶性掺杂金属源为氧化镁、碳酸镁、硝酸镁、乙酸镁、硝酸铝、乙酸铝、氧化锌、碳酸锌、硝酸锌、乙酸锌、乙酸钛、乙酸铌、硝酸氧钛、稀土硝酸盐、稀土乙酸盐、偏钒酸铵、铬酸铵中的一种或几种混合物。

10.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法，其特征在于，所述弱酸为甲酸、乙酸、草酸、柠檬酸、酒石酸和葡萄糖酸中的一种或几种混合物；所述弱碱为氨水、碳酸铵和碳酸氢铵的一种或几种混合物。

11.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法，其特征在于，所述干燥方法为喷雾干燥、冷冻干燥、微波干燥和热干燥中的一种。

12.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法，其特征在于，所述焙烧方法为：在惰性气氛保护下，以1-20℃/min的升温速率下在280-500℃条件下处理0-10h，然后升温至550-800℃下处理3-30h后降至室温。

13.根据权利要求12所述的锂离子电池正极材料磷酸铁锂/石墨烯复合物的原位制备方法，其特征在于，所述惰性气氛为氮气、氦气、氖气、氩气中的一种或几种混和物和氢气的混和物，该混合物中氢气的体积含量为0-10％。