[发明专利]一种三维碳原位包覆的磷酸盐正极材料的制备方法

摘要

本发明涉及一种三维碳原位包覆的磷酸盐正极材料的制备方法。该方法包括天然多糖溶液中加入铁源、钒源和锰源，利用多糖对金属离子吸附性并通过螯合形成水凝胶；然后，加入磷源，使含磷基团与金属离子或离子团原位沉淀在水凝胶内部，再与锂源固相混合，混合物经碳还原热处理后复合形成原位三维碳原位包覆的锂离子电池正极材料。多糖在正极纳米材料的合成过程中，起到了纳米结构模板作用，同时也作为碳热还原过程中的碳源和粘结剂作用，更重要的是能形成三维碳网结构包覆在纳米颗粒表面，从而提高正极材料的电化学性能。

主权项

一种三维碳原位包覆磷酸盐正极材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将天然多糖粉末溶于蒸馏水，温度为30～50℃，搅拌3～10h使天然多糖充分溶胀，得到多糖溶液，所述的天然多糖为海藻酸钠；(2)按磷酸盐的化学计量比，向步骤(1)溶液中加入锰源、铁源或/和钒源，搅拌，形成水凝胶，再按化学计量比加入磷源，充分搅拌，在水凝胶内形成原位沉淀，分离出液体，于80～120℃下干燥，得到混合物粉末；所述铁源为氯化铁、硝酸铁或硫酸亚铁；钒源为草酸氧钒；锰源为乙酸锰或硫酸锰；磷源为磷酸氢二铵、磷酸二氢铵或磷酸二氢锂；所述磷酸盐为磷酸铁锂(LiFePO4)、磷酸锰锂(LiMnPO4)、磷酸钒锂(Li3V2(PO4)3)、或磷酸铁锂/磷酸钒锂(LiFePO4/Li3V2(PO4)3)；(3)按磷酸盐的化学计量比，向上述步骤(2)得到粉末中加入锂源，研磨混合均匀，得到前驱体；(4)将步骤(3)所得前驱体于惰性气体保护下经300～400℃热处理1～4h，然后再升温至500～800℃热处理2～10h，得到三维碳原位包覆的磷酸盐正极材料。