[发明专利]碳烯Li1-xNaxFePO4纳米材料及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种碳烯Li_1‑xNa_xFePO₄纳米材料及其制备方法和应用，将锂源化合物、钠源化合物、铁源化合物、磷源化合物和碳源物质溶于水中配成混合液。将混合液干燥得到前驱体，然后在保护气体的气氛下，将前驱体在高温下和保护气体下反应得到碳基Li_1‑xNa_xFePO₄纳米粉末。将碳基Li_1‑xNa_xFePO₄纳米粉末与碳烯化合物混合，研磨干燥后得到碳烯Li_1‑xNa_xFePO₄纳米材料。上述制备方法简便、成本低，制备的碳烯Li1‑xNaxFePO4纳米材料具有独特的形貌、较大的比表面积，能够用作电池的正极材料，在锂离子电池或钠离子电池上具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及离子电池领域，特别涉及一种碳烯Li_1-xNa_xFePO₄纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术

离子电池在手机和笔记本电脑等电子产品中具有广泛的应用，LiMn₂O₄、 LiCoO₂、LiNiO₂和LiFePO₄及其衍生物等被认为可用作大型动力离子电池的正极材料。其中LiFePO₄(磷酸铁锂)具有橄榄石结构，具有原料来源丰富、成本低、安全性好、结构稳定、容易合成、可逆容量大以及循环性能优异等优点被认为是最有前途的正极材料。

然而，传统的磷酸铁锂材料中的二价铁易被氧化成三价铁，用作离子电池正极时，容易产生离子扩散性差、电导率低等缺点，即电化学性能较差，限制了它的广泛应用。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够制备电化学性能较好的碳烯Li_1-xNa_xFePO₄纳米材料的制备方法。

此外，还提供一种碳烯Li_1-xNa_xFePO₄纳米材料及其应用。

一种碳烯Li_1-xNa_xFePO₄纳米材料的制备方法，包括如下步骤：

将锂源化合物、钠源化合物、铁源化合物、磷源化合物和碳源物质溶于水中配成混合液；

将所述混合液在80℃～140℃的温度下搅拌反应20h～24h，固液分离获得固体物，在30℃～60℃的温度下干燥所述固体物，得到前驱体；

在保护气体的气氛下，将所述前驱体在500℃～800℃的温度下加热3h～8h，得到碳基Li_1-xNa_xFePO₄纳米粉末；

将所述碳基Li_1-xNa_xFePO₄纳米粉末与碳烯化合物混合，并加入丙酮制成浆料，在保护气体氛围研磨所述浆料20h～24h；及

将研磨后的所述浆料在真空条件下、30℃～60℃的温度下干燥，得到所述碳烯Li_1-xNa_xFePO₄纳米材料，其中0<x<1。