[发明专利]一种锂离子电池复合正极材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池复合正极材料的制备方法，属于锂电池正极材料制备技术领域，一种锂离子电池复合正极材料的制备方法，采用三聚氰胺作为富氮的碳源，水热条件下包覆LiFePO₄，提升了磷酸铁锂的导电性，产生了较多的电化学活性位点，产物具有较大的比表面积和活性官能团，为锂离子的传输提供了更多的通道；三聚氰胺包覆的LiFePO₄煅烧后得到的g‑C₃N₄/LiFePO₄复合粉体使得电子在材料中的跃迁更加容易，提升材料的整体导电性；g‑C₃N₄/LiFePO₄/FeOOH复合粉体中，FeOOH为g‑C₃N₄/LiFePO₄提供了更多的锂离子扩散通道，且FeOOH理论比容量高，储锂容量得到大幅度提升；同时在制备过程中，通过向水热反应釜内通过气体，加速反应速率以及反应完全度，进而有效提高整体的制备效率。

技术领域

本发明涉及锂电池正极材料制备技术领域，更具体地说，涉及一种锂离子电池复合正极材料的制备方法。

背景技术

石油煤炭等燃料的使用容易造成空气污染和资源衰竭，作为能源的存贮和转换显得非常关键，锂离子电池的开发可以使得能源的储存和使用更为方便和环保。作为锂离子电池锂源供给者及电池的核心部件，正极材料的研究和应用对锂离子二次电池整体电化学性能的提升具有重要的作用。磷酸铁锂材料作为正极材料，其被认为是安全性很好，且无污染环境的材料，目前被广泛应用于电动汽车、基站储能和电动设备中。但是其导电性较差、锂离子扩散速率低以及容量不高限制了它的在某些领域的应用。

目前常用的提升磷酸铁锂电导率的方法主要是用碳材料包覆或者复合的方法，碳源包括SuperP、碳纳米管、石墨烯、葡萄糖、蔗糖、柠檬酸、以及其它有机物等等。包覆或者复合的方法很多，有液相法和固相法，如溶胶凝胶和机械搅拌等方法。这些方法可以在一定程度上提升磷酸铁锂的导电性，但是磷酸铁锂特殊的橄榄石结构会导致其与碳材料结合不够牢固，因此在使用过程中会由于其体积的膨胀收缩而导致其晶粒粉化，与碳层剥离等，降低了其循环稳定性和使用寿命。同时，导电性的提高还与碳材料的种类和石墨化程度有关，其容量的提升也与复合的材料有关，因此选择何种材料与其进行复合非常重要。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电池复合正极材料的制备方法，它采用三聚氰胺作为富氮的碳源，水热条件下包覆LiFePO₄，提升了磷酸铁锂的导电性，产生了较多的电化学活性位点，产物具有较大的比表面积和活性官能团，为锂离子的传输提供了更多的通道；三聚氰胺包覆的LiFePO₄煅烧后得到的g-C₃N₄/LiFePO₄复合粉体使得电子在材料中的跃迁更加容易，提升材料的整体导电性；g-C₃N₄/LiFePO₄/FeOOH复合粉体中，FeOOH为g-C₃N₄/LiFePO₄提供了更多的锂离子扩散通道，且FeOOH理论比容量高，储锂容量得到大幅度提升；同时在制备过程中，通过向水热反应釜内通过气体，加速反应速率以及反应完全度，进而有效提高整体的制备效率。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种锂离子电池复合正极材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、称取分析纯硝酸亚铁9-18g，溶于50-100mL蒸馏水中，得到溶液A；

S2、取分析纯磷酸5-20ml，加入40-55ml蒸馏水得到稀释的磷酸溶液B；