和干燥后得到二次生长的球形石墨烯/FePO4.2H20。将该前驱体粉末在惰性气氛下600°C热处理1h后得到球形石墨烯/FePO4复合材料。
[0032]本实施例所得球形石墨烯/FePO4复合材料为规则的球状粉体且粒度分布均匀，分散性好，D50 = 4.120um，振实密度达1.45g/m3。
[0033]实施例4
[0034]取5g石墨烯超声均匀分散在反应釜中，称取等摩尔的FeSO4与H3PO4配成0.4mol/L混合酸液连续输入上述反应釜中，控制反应温度为60°C，用1.0mol/L的稀氨水调节溶液pH=2，控制搅拌强度为200r/s，反应1h后得到黄色乳浊液即一次生长的石墨烯/FePO4.2H20，将浓缩后的一次生长的石墨烯/FePO4.2H20均匀的分散在反应釜中，将上述含有铁盐和含磷化合物的混合酸液与碱液并流到上述反应釜中并调节pH=2，搅拌反应5小时后将沉淀物经抽滤、洗涤和干燥后得到二次生长的球形石墨烯/FePO4.2H20。将该前驱体粉末在惰性气氛下600°C热处理1h后得到球形石墨烯/FePO4复合材料。
[0035]本实施例所得球形石墨烯/FePO4复合材料为规则的球状粉体且粒度分布均匀，分散性好，D50 = 4.620um，振实密度达1.51 g/m3。
[0036]实施例5
[0037]取5g石墨烯超声均匀分散在反应釜中，称取等摩尔的FeSO4与H3PO4配成0.4mol/L混合酸液连续输入上述反应釜中，控制反应温度为25°C，用1.0mol/L的稀氨水调节溶液pH=3，控制搅拌强度为200r/s，反应1h后得到黄色乳浊液即一次生长的石墨烯/FePO4.2H20，将浓缩后的一次生长的石墨烯/FePO4.2H20均匀的分散在反应釜中，将上述含有铁盐和含磷化合物的混合酸液与碱液并流到上述反应釜中并调节pH=3，搅拌反应5小时后将沉淀物经抽滤、洗涤和干燥后得到球形石墨烯/FePO4.2H20。将该前驱体粉末在400°C热处理1h后得到球形石墨烯/FePO4复合材料。
[0038]本实施例所得FePO4颗粒产物为规则的球状粉体且粒度分布均匀，分散性好，D50= 4.920um，振实密度达1.56g/m3
[0039]对比例I
[0040]称取等摩尔的Fe(NO3)3.9H20与H3PO4配成0.2mol/L混合酸液连续输入盛有去离子水的反应釜中，控制反应温度为60°C，用0.5mol/L的稀氨水调节溶液pH = 2，控制搅拌强度为200r/s，反应5h后得到黄色乳浊液，将乳浊液过滤、水洗和干燥后获得一次生长的FePO4.2H20。将该前驱体粉末在惰性气氛下500°C热处理1h后得到FePO4前驱体。
[0041 ]本实施例所得FePO4颗粒产物为原片状堆积的絮状团体，D50 = 5.76um，振实密度达0.7g/m3o
[0042]对比例2
[0043]称取等摩尔的Fe(NO3)3.9H20与H3PO4配成0.2mol/L混合酸液连续输入盛有去离子水的反应釜中，控制反应温度为60°C，用0.5mol/L的稀氨水调节溶液pH= 2.1，控制搅拌强度为200r/s，反应1h后得到黄色乳浊液，将浓缩后的FePO4.2H20均匀的分散在反应釜中，将含有铁盐和含磷化合的溶液与碱液并流到上述反应釜中并调节pH = 2，搅拌反应5小时后将沉淀物经抽滤、洗涤和干燥后得到二次生长的FePO4.2H20。将该前驱体粉末在惰性气氛下500°C热处理1h后得到FePO4前驱体。
[0044]本实施例所得FePO4颗粒产物为在原片状堆积的絮状团体基础上长大成的大团，D50 = 7.81um，振实密度达 0.73g/m3o
[0045]本实施例所得球形石墨烯/FePO4颗粒为分散的球形，D50= 2.817um，振实密度达
1.10g/m3ο
[0046]上述虽然结合实施例对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
【主权项】
1.一种球形石墨稀/FeP04复合材料的制备方法，其特征是:包括以下步骤: (1)配置铁盐和含磷化合物的水溶液，所述铁元素与磷元素的摩尔比为(0.9-1.2):1，所述溶液浓度为0.2-5mol/L； (2)将步骤(I)制得的水溶液和碱性溶液并流加入反应釜中，保持pH为2-4，所述反应体系的温度为20-90°C，反应时间Ι-lOh，得到一次生长的石墨烯/FePO4.2H20； (3)将步骤(2)制备的一次生长的石墨烯/FePO4.2H20浓缩后分散在反应釜中，重复步骤(2)中的操作步骤，得到二次生长的石墨烯/FePO4.2H20，经抽滤、洗涤和干燥后得到二次生长的球形石墨稀/FeP04.2H2O复合材料； (4)将步骤(3)制备得到的二次生长的石墨烯/FePO4.2H20复合材料在惰性气体的条件下，300-600°C焙烧3-12小时后冷却，得到去除结晶水的球形石墨烯/FePO4复合材料。2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是:所述步骤(I)中铁盐为FeNO3、FeCl3、Fe2(S04)3、FeS04、FeC204、(NH4)2S04.FeSO4中的一种或几种的混合物。3.如权利要求1所述的制备方法，其特征是:所述步骤(I)中含磷化合物为Η3Ρ04、NH4H2PO4、(NH4)2HP04、LiH2PO4 和 Na3PO4 中的一种或几种的混合物。4.如权利要求1所述的制备方法，其特征是:所述步骤(I)中石墨烯的质量为FePO4理论质量 0-50wt%。5.如权利要求1所述的制备方法，其特征是:所述步骤(2)中碱性化合物有氨水、氢氧化钠、碳酸钠和碳酸氢钠的一种或几种的混合物。6.如权利要求1所述的制备方法，其特征是:所述步骤(2)中碱性溶液浓度为0.5-10mol/Lo7.如权利要求1所述的制备方法，其特征是:所述步骤(2)中反应体系的搅拌速率为0-1000r/so8.如权利要求1所述的制备方法，其特征是:所述步骤(4)中惰性气体为氮气或/和氩气。9.权利要求1-8任一所述方法制备的球形石墨稀/FeP04复合材料。10.如权利要求9所述的球形石墨稀/FeP04复合材料在制备LiFeP04中的应用。
【专利摘要】本发明公开了一种球形石墨烯/FePO4复合材料及其制备方法，步骤如下：(1)配置铁盐和含磷化合物的水溶液；(2)将水溶液和碱性溶液并流加入反应釜中，保持pH为2-4，温度为20-90℃，得到一次生长的石墨烯/FePO4·2H2O；(3)将制备的一次生长的石墨烯/FePO4·2H2O浓缩后分散在反应釜中，重复步骤(2)中的操作，经抽滤、洗涤和干燥后得到二次生长的球形石墨烯/FePO4·2H2O复合材料；(4)将制备得到的二次生长的石墨烯/FePO4·2H2O复合材料在惰性气体下，焙烧得到球形石墨烯/FePO4复合材料。本发明在磷酸铁制备中直接引入石墨烯，制备的球形磷酸铁/石墨烯复合材料颗粒形状规则、粒度均匀且振实密度高。整个制备工艺操作便捷，这对于石墨烯/磷酸铁锂复合材料的制备具有重要的应用价值。
【IPC分类】H01M4/62, H01M10/0525, H01M4/58
【公开号】CN105514431
【申请号】CN201610008365
【发明人】秦显忠, 杨改, 高剑, 蔡飞鹏, 蒋波, 王波, 谭春晖
【申请人】山东省科学院能源研究所
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2016年1月7日