[发明专利]复合碳纳米管阵列包覆磷酸铁锂电极材料及其制备方法

权利要求书

1.复合碳纳米管阵列包覆磷酸铁锂电极材料，其特征在于：包括有全覆盖碳层的纳米LiFePO₄，所述全覆盖碳层的纳米LiFePO₄的外表面部分覆盖有碳纳米管阵列。

2.根据权利要求1所述的复合碳纳米管阵列包覆磷酸铁锂电极材料，其特征在于：所述的全覆盖碳层的纳米LiFePO₄厚度为1-10 nm，所述碳纳米管阵列度为个0.1-0.5μm。

3.复合碳纳米管阵列包覆磷酸铁锂电极材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：首先制备前驱体LiFePO₄；之后，制备全覆盖碳层的纳米LiFePO₄；最后，制备复合碳纳米阵列包覆磷酸铁锂。

4.根据权利要求3所述的复合碳纳米管阵列包覆磷酸铁锂电极材料的制备方法，其特征在于：所述的前驱体LiFePO₄制备过程为，

步骤①，称取Li₂CO₃、Fe₂O₃、NH₄H₂PO₄ 和C₆H₈O₇ 放入到溶剂中，采用超细研磨机纳米化处理，烘干后粉碎得到纳米混合物；

步骤②，将混合物在纯度为5%的还原气氛保护下进行低温预烧，从室温升温至350℃-380℃后进行恒温2至4小时；

步骤③，将步骤②处理后的混合物在还原气氛保护下进行高温烧结，升温至650℃后，保持恒温5至10小时；

步骤④，混合物在纯度为5%的Ar与H₂还原气氛保护下高温烧结：从350℃升温至650℃，在650℃恒温5-10小时，继续在还原气氛下降到室温，再将固体粉碎后得到颗粒平均粒径为0.2-5.0μm 的前驱体LiFePO₄。

5.根据权利要求4所述的复合碳纳米管阵列包覆磷酸铁锂电极材料的制备方法，其特征在于：所述的称取过程为，按照摩尔比1 ：1 ：2 ：0.6 称取Li₂CO₃、Fe₂O₃、NH₄H₂PO₄ 和C₆H₈O₇，所述的溶剂为去离子水，所述的粉碎过程采用球磨机进行。

6.根据权利要求3所述的复合碳纳米管阵列包覆磷酸铁锂电极材料的制备方法，其特征在于：所述的制备全覆盖碳层的纳米LiFePO₄的过程为，

步骤①，称取有机聚合物和前驱体LiFePO₄，分别放于氧化铝磁舟A和氧化铝磁舟B中，

步骤②，将氧化铝磁舟A和氧化铝磁舟B，按通气气流顺序依次放到的管式炉的炉管中，开始通入惰性保护气体，

步骤③，调节惰性保护气体流量为20至100sccm，从室温升温至800℃，

步骤④，保持800℃恒温2至4小时后，降到室温，得到全覆盖碳层的纳米LiFePO₄。

7.根据权利要求6所述的复合碳纳米管阵列包覆磷酸铁锂电极材料的制备方法，其特征在于：所述的有机聚合物称取0.1g，前驱体LiFePO₄称取1.0g，所述的有机聚合物是聚苯胺或聚氯乙烯。

8.根据权利要求6所述的复合碳纳米管阵列包覆磷酸铁锂电极材料的制备方法，其特征在于：所述的惰性保护气体为N₂。

9.根据权利要求3所述的复合碳纳米管阵列包覆磷酸铁锂电极材料的制备方法，其特征在于：所述的制备复合碳纳米阵列包覆磷酸铁锂过程为，

步骤①，通入惰性保护气体，调节惰性保护气体的气流量为80sccm；

步骤②，从室温升温至680℃后，通C₂H₂气体作为碳源，C₂H₂气体流量为20~50sccm，调节惰性保护气体流量为60sccm；

步骤③，在600℃恒温2小时后，降到室温，得到复合碳纳米管阵列包覆磷酸铁锂材料。

10.根据权利要求9所述的复合碳纳米管阵列包覆磷酸铁锂电极材料的制备方法，其特征在于：所述的惰性保护气体为Ar。