[发明专利]高性能锂离子电池所用磷酸铁锂及其制备方法

摘要

高性能锂离子电池所用磷酸铁锂及其制备方法，包括以下步骤：1）磷酸铁锂前驱体溶液、2）电纺丝溶液配制、3）磷酸铁锂前驱体/高分子复合纳米纤维的制备、4）磷酸铁锂纳米纤维的制备。本发明，制备出的磷酸铁锂正极材料表面光滑、并呈现纳米纤维网状分布，且具有吸液保液能力强、克容量高（≥160mAh/g），首次效率高（≥95%）等特性，尤其适合于高能量密度电池对正极材料的需要。

主权项

高性能锂离子电池所用磷酸铁锂及其制备方法，包括以下步骤：1）磷酸铁锂前驱体溶液、2）电纺丝溶液配制、3）磷酸铁锂前驱体/高分子复合纳米纤维的制备、4）磷酸铁锂纳米纤维的制备；其特征在于：    1）、磷酸铁锂前驱体溶液：将锂源，铁源，磷源溶于溶剂中，搅拌得到磷酸铁锂前驱体溶液，所述的锂源和磷源为LiH₂PO₄（记为A），铁源为Fe(NO₃)₃·9H₂O)和柠檬酸铁(FeC₆H₅O₇·5H₂O)的一种（记为B），所述的溶剂为水、乙醇或N，N‑二甲基甲酰胺(DMF)中的1种或1种以上的混合物，其中，锂源和磷源、铁源的比例按照物质的量计为1∶1；   2）、电纺丝溶液配制：向磷酸铁锂前驱体溶液中加入增稠剂、溶剂和导电高分子，搅拌均匀后再加入适量的蔗糖及其入少量的尿素添加剂，由磁力搅拌器搅拌直到体系变为澄清均一的磷酸铁锂前驱体混合纺丝液；所述的增稠剂为聚氧化乙烯(PEO)和聚乙烯吡咯烷酮 (PVP) 的混合物；其质量比为（1~2）：（3~4）；3）、磷酸铁锂前驱体/高分子复合纳米纤维的制备：采用静电纺丝方法，纺丝电压为15～30kV，固化距离为10～30cm，纺丝温度为15～30℃，湿度为35～45％，得到磷酸铁锂前驱体/高分子复合纳米纤维；   4）、磷酸铁锂纳米纤维的制备：先将磷酸铁锂前驱体/高分子复合纳米纤维以升温速率为10.0～15.0℃/min进行升温，并在300～400℃空气氛围内保温1～4小时，然后在650～800℃范围内的某一温度下氩气气氛中保温2～10小时，之后自然冷却至室温，得到磷酸铁锂纳米纤维。