碳载体中，最后在惰性气体下通过高温热处理得到LiFeP04/C。本发明可以用于负载磷酸铁锂正极材料，其尺寸为20?500 nm，通过调节合成条件，可以控制磷酸铁锂的粒径的大小和分散程度等。此外，碳载体的孔道尺寸也可以通过原料配比、反应压力以及温度、时间等条件进行控制，孔径分布从0.1 nm?10 μπι。本合成方法属于无水体系，同时还具有合成路线简单和成本低廉等优势，因此电化学方面拥有巨大的应用前景。
【附图说明】
[0018]图1为实施例1的制得的多孔炭负载磷酸铁锂的XRD图。
[0019]图2为实施例1的制得的多孔炭负载磷酸铁锂的TEM图。
【具体实施方式】
[0020]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，本领域技术人员应该理解，以下仅仅针对本发明的优选实施例进行了描述，在不脱离本发明的精神和权利要求范围的情况下可以进行各种变化和修改。
[0021]实施例1
称取葡萄糖(C6Hi206)l.5 g和尿素(CON2H4H5 g于研磨中，研磨均勾后加入到100 ml烧杯I中。称取碳酸锂(Li2⑶3)0.0198 g、草酸亚铁(FeC2O4.2H20)0.0963 g和磷酸二氢铵(NH4H2PO4 )0.0616 g研磨均匀加入到烧杯2中待用。将烧杯I放置到110 °C可加热的磁力搅拌器中，并持续搅拌直至烧杯中的样品呈熔融态。然后将烧杯2中的药品加入到烧杯I中，搅拌均匀后将烧杯放入180 °C烘箱中12 h，得到黑褐色膨松固体。取出烧杯中的黑褐色样品，将其研磨成粉末状，将样品置于管式炉中氮气保护下200 °C预热2小时、500 °C脱水4个小时、750 °C恒温8小时，煅烧后冷却至室温研磨得到产品LiFeP04/C。
[0022]实施例2
称取葡萄糖(C6Hi206)15g和尿素(CON2H4H.5 g于研磨中，研磨均勾后加入到100 ml烧杯I中。称取碳酸锂(Li2CO3)0.0198 g、磷酸铁(FePO4.2H20)0.1 g研磨均匀加入到100 ml烧杯2中待用。将烧杯I放置到100 °C可加热的磁力搅拌器中，并持续搅拌直至烧杯中的样品呈熔融态。然后将烧杯2中的药品加入到烧杯I中，搅拌均匀后将烧杯放入160 °C烘箱中24 h，得到黑褐色膨松固体。取出烧杯中的黑褐色样品，将其研磨成粉末状，将样品置于管式炉中氮气保护下300 °C预热2小时、500 °C脱水4个小时、850 °C恒温8小时，煅烧后冷却至室温即得到多孔炭负载磷酸铁锂研磨得到产品LiFeP04/C。
[0023]实施例3
称取鹿糖(Ci2H220n)0.75 g和尿素(CON2H4H5 g于研磨中，研磨均勾后加入到100 ml烧杯I中。称取醋酸锂(C2H3O2Li.2H20)0.0547 g、草酸亚铁(FeC2O4.2_0.0963 g和磷酸二氢铵((NH4) 2HPO4 )0.0707 g研磨均匀加入到烧杯2中待用。将烧杯I放置到110 °C可加热的磁力搅拌器中，并持续搅拌直至烧杯中的样品呈熔融态。然后将烧杯2中的药品加入到烧杯I中，搅拌均匀后将烧杯放入180 °C烘箱中36 h，得到黑褐色膨松固体。取出烧杯中的黑褐色样品，将其研磨成粉末状，将样品置于管式炉中氮气保护下400 °C预热2小时、500 °C脱水4个小时、850 0C恒温8小时，煅烧后冷却至室温研磨得到产品LiFePOVC。
[0024]实施例4
称取梓檬酸(C6H8O7H.6 g和尿素(CON2H4H5 g于研磨中，研磨均勾后加入到100 ml烧杯I中。称取碳酸锂(Li2⑶3)0.0198 g、草酸亚铁(FeC2O4.2H20)0.0963 g和磷酸氢二铵((NH4)2HPO4)0.0707 g研磨均匀加入到烧杯2中待用。将烧杯I放置到110 °C可加热的磁力搅拌器中，并持续搅拌直至烧杯中的样品呈熔融态。然后将烧杯2中的药品加入到烧杯I中，搅拌均匀后将烧杯放入180 °C烘箱中12 h，得到黑褐色膨松固体。取出烧杯中的黑褐色样品，将其研磨成粉末状，将样品置于管式炉中氮气保护下200 °C预热2小时、500 °C脱水4个小时、750 °C恒温8小时，煅烧后冷却至室温研磨得到产品LiFeP04/C。
【主权项】
1.一种多孔炭负载磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于按照下述步骤进行: (1)将有机碳和尿素按I: 10?10:1的质量比置于烧杯A中，在100 °(:左右温度下搅拌15-60 min，使得烧杯A中混合固体完全融化，形成均勾的溶液； (2)锂盐、铁盐与磷酸盐按照元素摩尔比L1:Fe:P为1:1:1混合置于烧杯B中，待烧杯A中的固体融化成溶液后，将烧杯B中的药品加入到烧杯A中并搅拌均匀； (3)将步骤(2)中得到的混合溶液置于180°C左右的烘箱中热处理12?36 h，使得有机碳脱水碳化尿素分解得到多孔的黑褐色固体;该热处理过程可在常压或密闭的反应釜中进行； (4)将步骤(3)中得到的黑褐色固体研磨，在惰性气体的保护下，于750?1100°C热处理6?24h，带冷却至室温后研磨即得到LiFeP04/C。2.根据权利要求1所述的一种多孔炭负载磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于其中步骤(I)中所述的有机碳为蔗糖、葡萄糖、果糖、柠檬酸、抗坏血酸、淀粉、纤维素、聚丙烯、聚乙二醇、酚醛树脂或聚乙烯醇等。3.根据权利要求1所述的一种多孔炭负载磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于其中步骤(2 )中所述的锂盐为碳酸锂、硝酸锂、氢氧化锂、乙酸锂、氟化锂、磷酸锂、磷酸一氢锂、磷酸二氢锂或碘化锂等，铁盐为硝酸铁、柠檬酸铁、三氯化铁或硫酸铁等，磷酸盐为五氧化二磷、磷酸、磷酸一氢铵、磷酸二氢铵、磷酸铵、磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸一氢钠、磷酸钾、磷酸二氢钾或磷酸一氢钾等，合成磷酸铁锂的理论质量约为有机碳碳化后碳的质量的1-20倍。4.根据权利要求1所述的一种多孔炭负载磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于其中步骤(4)中所述的惰性气体为氮气、氦气、氩气中的一种。
【专利摘要】本发明提出了一种多孔炭负载磷酸铁锂正极材料的制备方法，属于新材料能源领域。利用有机碳、尿素、金属盐和磷酸盐在一定温度下可形成均匀混合溶液的特性，经脱水碳化后原位形成多孔炭负载的磷酸铁锂前躯体，随后在惰性气体氛围中经过高温热处理制备多孔炭负载的磷酸铁锂正极材料。本发明通过改变原料配比、反应时间和热处理温度等合成条件，可以得到担载量、粒径大小、晶相和组成同时可控的担载型磷酸铁锂正极材料。整个工艺具有操作简单、绿色环保以及成本低廉等优点，得到的多孔炭负载的磷酸铁锂正极材料电化学方面具有广阔的应用前景。
【IPC分类】H01M4/58, H01M4/1397
【公开号】CN105633352
【申请号】CN201610126783
【发明人】姜兴茂, 秦跻龙, 梁帅, 王非, 蔡金鹏, 胡建恒, 任婧, 刘雯雯
【申请人】常州大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2016年3月7日