一种层状磷酸铁锂复合材料及制备方法与流程

文档序号:12275578阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种层状磷酸铁锂复合材料,其特征是由磷酸铁锂与二维纳米片相间叠加而成的层结构材料,所述二维纳米片是石墨烯、硅烯、二硫化钼、二硫化钨的至少一种。

2.一种层状磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征是通过二维纳米片诱导,以形成具有片层结构的磷酸铁锂,具体制备方法如下:

(1)将二维纳米片加入到分散剂中,超声4~15 小时,形成分散的悬浊液,低速离心去除较大的二维纳米片,得到二维纳米片悬浊液;

(2)按照P:Fe摩尔比=1:1-7的目标比例将铁源与磷源分散在乙醇/水的混合溶液中,搅拌反应0.5-3小时,然后加入步骤(1)得到的二维纳米片悬浊液中分散均匀;通过球磨由二维纳米片诱导形成片层的磷酸铁胶体;

(3)以铁和锂摩尔比例Fe:Li=1:1-1.5为目标,将锂源均匀加入步骤(2)胶体中,同时由胶体磨研磨剥离,经减压蒸馏去除部分水分形成凝胶,凝胶在真空干燥箱中干燥得干凝胶,干凝胶在保护气氛和600-750℃下煅烧5-12小时,得到层状磷酸铁锂复合材料。

3.根据权利要求2所述一种层状磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的二维纳米片为石墨烯、硅烯、二硫化钼、二硫化钨中的一种。

4.根据权利要求2所述一种层状磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)所述的分散剂为三甲基十六烷基溴化铵、十二烷基磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇400中的一种或多种,分散剂的用量为水溶液浓度的0.02%-0.2%。

5.根据权利要求2所述一种层状磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(2) 所述二维纳米片的用量以理论质量计,是磷酸铁质量的5-15%。

6.根据权利要求2所述一种层状磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(2) 所述的铁源为氯化铁、硫酸铁、氢氧化铁、硝酸铁中的一种;磷源为磷酸、磷酸氢钠、磷酸钠、磷酸二氢铵或磷酸铵中的一种。

7.根据权利要求2所述一种层状磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(3) 所述的锂源为氢氧化锂、碳酸锂、氯化锂、乙酸锂、硝酸锂或氟化锂中的一种。

8.根据权利要求2所述一种层状磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(3) 所述的高温煅烧中保护气体为氮气、氩气、氮气中的一种。

9.根据权利要求2所述一种层状磷酸铁锂复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(3) 所述的胶体磨为磨盘破碎胶体磨,通过胶体磨盘使处于胶体状的磷酸铁锂在剪切过程中片层化。

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