[发明专利]一种富金属磷化物包覆磷酸铁锂的制备方法

权利要求书

1.一种富金属磷化物包覆磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，通过原位自组装金属氢氧化物包覆磷酸铁锂纳米颗粒，再将金属氢氧化物包覆磷酸铁锂纳米颗粒进行低温磷化制备富金属磷化物原位包覆的磷酸铁锂；所述富金属磷化物包覆磷酸铁锂的制备方法包括以下步骤：

S1、磷酸铁锂的制备：将锂源，铁源，磷源I和碳源，按照Li∶Fe∶P摩尔比为（1.0-1.2）∶1∶（0.8-1.0）称取，碳源加入量为反应得到磷酸铁锂总质量的1-10%，将称取好的锂源，铁源，磷源I和碳源置入乙醇分散剂中，球磨机中分散3-5h，转速为200-400r/min，得到流变相混合物；将所述流变相混合物放入真空烘箱中，在温度40-80℃下，乙醇挥发，得到固体前驱体；将所述固体前驱体进行1-2h干法研磨，转速1000-3000r/min，然后置于管式炉，通入高纯氮气保护，以2-5℃/min的升温速率，升温至600-750℃，保温4-12h，即得到磷酸铁锂固体粉末；

S2、氢氧化物包覆磷酸铁锂：将步骤S1所制备的磷酸铁锂固体粉末分散于乙醇中，冰浴超声30-120分钟，滴加一至两滴0.1M的稀硫酸，使磷酸铁锂表面形成酸性活性位点，并在匀速搅拌下滴加0.1M过渡金属盐，氨水调节pH值至8-11，形成过渡金属氢氧化物MOH沉淀并继续搅拌6-8h，过滤后用水洗涤至中性，置于真空干燥箱温度为40-80℃下烘干,得到过渡金属氢氧化物包覆磷酸铁锂LiFePO₄/MOH；

S3、富金属磷化物包覆磷酸铁锂：将步骤S2所制备得到的过渡金属氢氧化物包覆磷酸铁锂LiFePO₄/MOH粉体和磷源II分别置于两个石英舟，相距5-30cm，通入氮气，磷源II置于惰性气体流通上流处，以速率为1-3℃/min升温至300-450℃,磷化1-4h，即得到富金属磷化物包覆的磷酸铁锂LiFePO₄/M_xP_y。

2.根据权利要求1所述的富金属磷化物包覆磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的锂源为氢氧化锂，碳酸锂，草酸锂，乙酸锂，硝酸锂，磷酸二氢锂，柠檬酸锂中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的富金属磷化物包覆磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的铁源为磷酸铁，氧化铁，草酸亚铁，铁粉，四氧化三铁，氢氧化铁中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的富金属磷化物包覆磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的磷源I为磷酸铁，磷酸二氢锂，磷酸，磷酸二氢铵，磷酸氢二铵中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的富金属磷化物包覆磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中的碳源为葡萄糖，聚乙烯醇，蔗糖，聚乙二醇，酚醛树脂，柠檬酸，苯胺，维生素C中的一种或多种。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的富金属磷化物包覆磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中的过渡金属盐为氯化镍，硫酸镍，硝酸镍，乙酸镍，氯化钴，硫酸钴，硝酸钴，乙酸钴，氯化铜，硫酸铜，硝酸铜，乙酸铜中的一种或多种。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的富金属磷化物包覆磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3 中的磷源II为磷酸二氢铵，磷酸二氢钠，磷酸氢二铵，次磷酸钠，磷酸二氢钾中的一种或多种。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的富金属磷化物包覆磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中过渡金属氢氧化物包覆磷酸铁锂LiFePO₄/MOH粉体和磷源II的用量为：M∶P的摩尔比为（1.5-1）∶（1-2.5）。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的富金属磷化物包覆磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中富金属磷化物与磷酸铁锂的质量比为（0.5-5）∶100。