[发明专利]一种碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂及制备方法和应用

权利要求书

1.一种碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂，其特征在于：包括由内至外具有多壳层结构，相邻壳层结构之间具有空腔结构，壳层结构包括磷酸铁锂-碳微球壳层和碳包覆层，最内层的壳层结构的内侧为空腔结构，磷酸铁锂-碳微球壳层附着在碳包覆层的内表面，磷酸铁锂-碳微球壳层中包括碳微球壳层和附着的磷酸铁锂。

2.如权利要求1所述的碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：所述方法为：

1)以蔗糖为碳源通过喷雾干燥的方法制备得到前驱体微球，然后将前驱体微球焙烧，碳化后得到中空多壳层碳微球结构；

2)中空多壳层的碳微球和锂源、磷盐加入到溶剂中反应，得到中空多壳层磷酸锂-碳微球壳层；

3)将中空多壳层磷酸锂-碳微球壳层和铁盐混合，水热反应生成中空多壳层球形磷酸铁锂-碳微球壳层，然后在柠檬酸溶液中反应后再在惰性气氛下高温焙烧最终得到碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂。

3.如权利要求2所述的碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：步骤1)中蔗糖制备中空多壳层的碳微球的方法为：蔗糖溶液通过喷雾干燥的方法制备中空多壳层的碳微球。

4.如权利要求2所述的碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：步骤1)中空多壳层的碳微球通过在惰性气氛下在管式烧结炉中进行碳化，碳化后得到多孔中空多壳层结构碳微球。

5.如权利要求2所述的碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：步骤2)中锂源为LiOH、Li₂CO₃或LiCH₃COO；

磷盐为NH₄H₂PO₄、(NH₄)₂HPO₄。

6.如权利要求2所述的碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：步骤2)中在溶剂中反应的时间为1-3h，然后进行静置沉淀；

步骤2)中的沉淀在惰性气氛的条件下进行烧结，烧结的温度为300～400℃，烧结的时间为3-6h。

7.如权利要求2所述的碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：步骤3)铁盐为亚铁盐；

步骤3)水热合成的温度为160-180℃，时间为3-12h。

8.如权利要求2所述的碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：步骤3)水热合成得到的沉淀在惰性气氛下进行干燥。

9.如权利要求2所述的碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂的制备方法，其特征在于：步骤3)干燥后得到的碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂-碳微球壳层在柠檬酸溶液中进行浸泡，然后进行干燥得到碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂产品。

10.权利要求1所述的碳包覆中空多壳层球形磷酸铁锂在锂电池中的应用。