[发明专利]钛修饰的碳纳米管包覆磷酸亚铁锂正极材料的制备方法

权利要求书

1.钛修饰的碳纳米管包覆磷酸亚铁锂正极材料的制备方法,其特征在于制备过程由以下步骤组成:

1)碳化合物的制备

将柠檬酸和乙二醇按摩尔比1:4混合，于45℃～70℃温度区间的任一温度搅拌2h，置于压力为10Pa～10132Pa压力区间的任一压力，温度为125℃～175℃温度区间的任一温度搅拌5h；在175℃于10Pa～1013Pa压力下真空干燥，除去未反应参加反应的乙二醇得到棕色粘液；将棕色粘液隔绝空气加热至300℃，保温300℃烧结3h，冷却至室温，粉碎成粉末状前驱体；将粉末状前驱体置于Al₂O₃瓷舟中,在空气气氛中于400℃烧结8h，冷却至室温制得碳化合物；

2)修饰碳化合物的制备

在制备的碳化合物中加入质量浓度为20% HCl溶液，在超声波振荡器中处理15min；按照碳化合物与TiCl₃重量比在1:0.1～1范围滴入15% TiCl₃溶液，在超声波振荡器中处理1h，抽滤后于10Pa～10132Pa压力区间的任一压力室温干燥3h，制得钛修饰的碳化合物；

3)按照锂离子:亚铁离子:磷酸根离子的摩尔比为x : y : z称量反应化合物锂源化合物、亚铁源化合物和磷酸源化合物;反应化合物摩尔比的x、y、z的范围为:0.95≤x≤1.10, 0.90≤y≤1.05, 0.90≤z≤1.15;依据反应化合物的重量计算的磷酸亚铁锂理论产量的3.62％～14.5％重量称量钛修饰的碳化合物;

将称量的锂源化合物、亚铁源化合物、磷酸源化合物及钛修饰的碳化合物混合,加入湿磨介质,在100转/分钟～1000转/分钟的转速球磨混合1小时～15小时,在70℃～135℃温度区间的任一温度于10Pa～5000Pa压力范围的任一压力真空干燥，制得干燥粉末;干燥粉末置于惰性气氛或弱还原气氛中,按照1℃/min～30℃/min的升温速率由室温加热到300℃,保持300℃烧结3小时～12小时,冷却至室温,粉碎；再置于惰性气氛或弱还原气氛中,按照1℃/min～30℃/min的升温速率由室温加热到350℃～500℃温度区间的任一温度,保持温度烧结3小时～18小时,然后按照1℃/min～30℃/min的升温速率由前一烧结温度加热到650℃～900℃温度区间的任一温度,保持温度烧结3小时～18小时，冷却至室温制得钛修饰的碳纳米管包覆的磷酸亚铁锂正极材料。

2.根据权利要求1所述的钛修饰的碳纳米管包覆的磷酸亚铁锂正极材料的制备方法,其特征在于所述的湿磨介质的用量是依据锂源化合物、亚铁源化合物和磷酸源化合物的总体积的0.8倍～20倍体积量取的。

3.根据权利要求1所述的钛修饰的碳纳米管包覆的磷酸亚铁锂正极材料的制备方法,其特征在于所述的锂源化合物是醋酸锂、氯化锂、氧化锂、磷酸二氢锂或氢氧化锂；所述的亚铁源化合物是草酸亚铁、醋酸亚铁、氯化亚铁、碳酸亚铁、氢氧化亚铁或氧化亚铁；所述的磷酸源化合物是磷酸、磷酸铵、磷酸氢铵、磷酸二氢锂或磷酸二氢铵。

4.根据权利要求1所述的钛修饰的碳纳米管包覆的磷酸亚铁锂正极材料的制备方法,其特征在于所述的亚铁源化合物中磷酸二氢锂与磷酸源化合物中的磷酸二氢锂不共反应体系重叠使用。

5.根据权利要求1所述的钛修饰的碳纳米管包覆的磷酸亚铁锂正极材料的制备方法,其特征在于所述的惰性气氛或弱还原气氛是氮气、氩气或一氧化碳，或是体积比在10:1～100范围的氮气与氢气的混合气、氩气与氢气的混合气或氮气与氩气的混合气。

6.根据权利要求1所述的钛修饰的碳纳米管包覆的磷酸亚铁锂正极材料的制备方法,其特征在于所述的湿磨介质是甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、甲醛、蒸馏水、去离子水或甲酸。