[发明专利]一种高比表面积磷酸亚铁锂/C复合材料的制备方法

说明书

技术领域

 本发明属于新型化学储能领域，特别涉及一种高比表面积磷酸亚铁锂/C复合材料的制备方法。

背景技术

 磷酸亚铁锂材料是锂离子电池的一种正极材料，具有价格低廉、原材料丰富、无毒、热稳定性好、比能量高、循环寿命长、使用时间久、安全性能突出及对环境无污染的特点，其理论比容量为170mAh/g，理论工作电压约为3.45V，是一种最具有潜力的新型锂离子电池正极材料。但是磷酸亚铁锂正极材料仍存在一些不足之处，如电导率低、离子扩散系数低、低温性能差、倍率放电能力差等缺点，导致其应用方面受到了诸多的限制。超级电容器是一种新型的化学器件，其电容值比同体积的传统电容高10万倍，具有高倍率充放电能力好，循环寿命长以及低温方面性能好优点，但其比能量低，单位质量所存储的能量远远低于锂离子电池的水平。近年来，国内开发出了把锂离子电池和超级电容器结合的产品，成为电容电池，其比能量是超级电容器的3～5倍，放电倍率是普通锂离子电池的10～20倍，具有很好的应用前景。电容电池通常选用磷酸亚铁锂与高比表面积活性炭混合作为正极材料，而两者的混合均匀性与结合紧密程度存在一定问题，本发明公开了一种高比表面积磷酸亚铁锂/C复合材料的制备方法，有利于提高电容电池的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高比表面积的磷酸亚铁锂/C的复合材料的制备方法，制备的材料既有高比表面积，又有比较高的克容量。

本发明实现目的的技术方案是：

一种高比表面积磷酸亚铁锂/C复合材料的制备方法，制备方法的步骤是：

(1)按照质量比20:80的比例，把高比表面积活性炭和磷酸亚铁锂正极材料放入研钵，研磨30分钟，按照混合物质量的10%加入分析纯无水乙醇，再研磨30分钟，把混合物倒入小型分散盘式搅拌机，再加入与高比表面积活性炭和磷酸亚铁锂正极材料混合物同质量的2%聚乙烯醇水溶液，以1000转/分钟的转速搅拌5～8小时成为均匀的浆体；

(2)把浆体100℃鼓风干燥3～5小时，成为块状固体；

(3)把块状固体在氮气保护下，以2℃/分钟的速度加热到580℃烧结，保持2小时，然后停止加热自然冷却到室温；

(4)把烧结产物进行研磨，过325目筛，得到高比表面积磷酸亚铁锂/C复合材料；

(5)步骤(1)中所述的聚乙烯醇的特征是，分子量在5000～10000，高比表面积活性炭的比表面积在1000～1500m²/g。

本发明的优点是过程简单，制备的高比表面积磷酸亚铁锂/C复合材料克容量在120mAh/g以上，比表面积可达400m²/g。

具体实施方式   

下面结合实施例，对本发明进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本发明的保护范围。

实施例1

(1)将20g高比表面积活性炭（韩国产，比表面积1000 m²/g）和80g磷酸亚铁锂正极材料（天津斯特兰能源科技有限公司，型号SLFP-PT30）放入研钵，研磨30分钟，加入10g分析纯无水乙醇，再研磨30分钟，把混合物倒入200mL小型分散盘式搅拌机，再加入100g 2%聚乙烯醇（分子量5000）水溶液，以1000转/分钟的转速搅拌5小时成为均匀的浆体；

(2)把浆体100℃鼓风干燥5小时，成为块状固体；

(3)在管式电炉中把块状固体在氮气保护下，以2℃/分钟的速度加热到580℃烧结，保持2小时，然后停止加热自然冷却到室温；

(4)把烧结产物进行研磨，过325目筛，得到高比表面积磷酸亚铁锂/C复合材料。

测试制备的材料，其比表面积为410m²/g，克容量为125mAh/g。

实施例2

(1)将20g高比表面积活性炭（韩国产，比表面积1500 m²/g）和80g磷酸亚铁锂正极材料（天津斯特兰能源科技有限公司，型号SLFP-PT30）放入研钵，研磨30分钟，加入10g分析纯无水乙醇，再研磨30分钟，把混合物倒入200mL小型分散盘式搅拌机，再加入100g 2%聚乙烯醇（分子量10000）水溶液，以1000转/分钟的转速搅拌8小时成为均匀的浆体；

(2)把浆体100℃鼓风干燥4小时，成为块状固体；

(3)在管式电炉中把块状固体在氮气保护下，以2℃/分钟的速度加热到580℃烧结，保持2小时，然后停止加热自然冷却到室温；