[发明专利]一种磷酸锂钒/磷酸锂铁/碳复合材料的制法及其用途

摘要

一种磷酸锂钒/磷酸锂铁/碳复合材料，采用水热法、固态法、溶胶‑凝胶法及喷雾干燥法制备方法合成制得，含有磷酸锂钒及磷酸锂铁二种不同阴极材料，且使用呋喃(Furan)树脂、聚乙烯醇(PVA)、聚苯乙烯(PS)高分子及聚苯乙烯球(PS球)碳源或导电碳材经过煅烧后成为磷酸锂钒及磷酸锂铁之间的均匀性好的碳层涂布，可以有效改善复合材料本身的电化学性能，使得磷酸锂钒/磷酸锂铁/碳复合材料具有高电压平台及高能量密度性能，同时也具有非常优异的高倍率充/放电时的循环稳定性，使用用途适合制备成锂离子电池的阴极电极。

主权项

一种磷酸锂钒/磷酸锂铁/碳复合材料的制法，以预制的磷酸锂铁/碳(LFP/C)阴极材料为前驱物，其特征在于，包括下列步骤：a)制备磷酸锂铁/碳(LFP/C)阴极材料：a1)依锂(Li)：铁(Fe)：磷酸根(PO43‑)的摩尔比为1：1：1，选择锂源、铁源及磷酸源为原料；a2)基于磷酸锂铁/碳(LFP/C)阴极材料的重量，选择使用量为1～30wt％的碳源；a3)使用固相法、水热法、溶胶‑凝胶法或喷雾干燥法的其中一种合成方法，使所述锂源、铁源、磷酸源及碳源四种原料合成为磷酸锂铁/碳(LFP/C)阴极材料前驱物；a4)将所述磷酸锂铁/碳(LFP/C)阴极材料前驱物置入高温炉煅烧，以制得所述磷酸锂铁/碳(LFP/C)阴极材料；b)根据磷酸锂钒/磷酸锂铁/碳复合材料的重量，选择使用量为1～30wt％的碳源；c)使用水热法制备磷酸锂钒/磷酸锂铁/碳阴极材料前驱物；c1)根据锂(Li)：钒(V)：磷酸根(PO43‑)的摩尔比为3：2：3，选择锂源、钒源及磷酸源为原料，且液相混合成磷酸锂钒(LVP)水溶液；c2)根据磷酸锂铁/碳(LFP/C)：磷酸锂钒/碳(LVP/C)的摩尔比为1:1或3:1或5:1的其中一种，定量选取预先制备的磷酸锂铁/碳(LFP/C)阴极材料；c3)将选取的磷酸锂铁/碳(LFP/C)阴极材料及碳源加入所述磷酸锂钒(LVP)水溶液，且均匀搅拌成含有碳源的磷酸锂钒/磷酸锂铁(LVP/LFP)混合水溶液；再使用水热法使磷酸锂铁/碳(LFP/C)阴极材料的表面包围一层磷酸锂钒/碳(LVP/C)阴极材料，经干燥取得磷酸锂钒/磷酸锂铁/碳阴极材料前驱物；d)将所述磷酸锂钒/磷酸锂铁/碳阴极材料前驱物置于高温炉煅烧，以制得残留碳含量为1～15wt％的磷酸锂钒/磷酸锂铁/碳复合材料。