[发明专利]一种LiFeX

说明书

本发明公开了一种LiFe_XCo_1‑XPO₄/N‑C/CC复合材料的制备方法，包括下述步骤：首先将醋酸锂、硝酸铁、硝酸钴和磷酸二氢铵溶解在去离子水中，水热反应，之后加入苯胺和乙二醇和十六烷基三甲基溴化铵，搅拌老化之后，再放入碳布，水热煅烧后得到LiFe_XCo_1‑XPO₄/N‑C/CC复合材料,制备的LiFe_XCo_1‑XPO₄/N‑C/CC复合材料应用于锂离子电池的正极材料，具有良好的电化学性能和稳定性。

技术领域

本发明应用于锂离子电池的正极材料，具体涉及一种LiFe_XCo_1-XPO₄/N-C/CC复合材料的制备方法。

背景技术

随着第二次工业革命以来，经济的发展突飞猛进，对能源的消耗也逐渐的膨胀，人类对自然资源的掠夺式开采导致不可再生资源消耗待竭，使得石油、煤矿、天然气等不可再生资源将在21世纪中叶接近枯竭。同时，环境污染问题伴随着能源危机迅速呈现出来，目前已经严重影响着人类的正常生活，为了缓解能源危机引发的各种社会问题，新型绿色能源的开发和利用越来越受到人们的重视。锂离子电池作为一种新型储能装置，其比容量大、循环寿命长、绿色环保、无记忆效应，被公认为是最理想的电池，也是目前的研究热点。锂离子电池的性能主要取决于正极材料。LiFePO₄是目前最常用的正极材料，其具有循环稳定性高、比容量高、循环寿命长、充放电电压平稳和绿色无污染等优点，是目前国内市场主流的动力锂离子电池正极材料，但LiFePO₄的能量密度较低，电子电导率低阻碍了其进一步发展。研究表明，将LiFePO₄与碳基材料复合能够有效提升其性能，但粉末状LiFePO₄/C需要与粘接剂混合制备成电极材料，这会带来额外的内部阻力，影响其性能。因此可以将LiFePO₄/C材料负载在导电基底上，制成柔性电极，可以避免粘接剂的使用，提升其性能。同时利用杂原子掺杂改变C材料的表面结构，进一步增强其催化性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种LiFe_XCo_1-XPO₄/N-C/CC复合材料的制备方法，所述的LiFe_XCo_1-XPO₄/N-C/CC复合材料包括以下原料：硝酸铁、硝酸钴、醋酸锂、磷酸二氢铵和苯胺。其制备方法有以下步骤：

(1)碳布的预处理：将边长为2×3cm碳布放入硝酸和水体积比为1:3的混合溶液中，80-100℃水热反应2h；

(2)将醋酸锂、硝酸铁、硝酸钴和磷酸二氢铵加入去离子水中，磁力搅拌1h，将上述溶液转入聚四氟乙烯反应釜中，放入碳布，水热反应，冷却后用去离子水洗涤；

(3)将乙二醇和苯胺放入烧杯中，加入去离子水，搅拌1h，加入十六烷基三甲基溴化铵，继续搅拌10-12h，之后老化4-6h，反应结束后，用去离子水和乙醇清洗产物，放入干燥箱中干燥；

(4)将步骤(3)产物放入烧杯中，加入去离子水，超声1-2h，之后将混合溶液转入聚四氟乙烯反应釜中，放入步骤(2)产物，进行水热反应；

(5)将步骤(4)产物置于管式炉内，在氩气气氛下煅烧。

优选的，所述步骤(2)中，醋酸锂、硝酸铁、硝酸钴和磷酸二氢铵的摩尔比为1：(0-0.5)：(0.5-1)：1。

优选的，0.5≤x≤1。

优选的，所述步骤(2)中水热反应的温度为160-220℃，反应时间为10-14h。