[发明专利]碳包覆的磷酸铁锂锰石墨烯复合纳米材料的制备方法

说明书

一种碳包覆的磷酸铁锂锰石墨烯复合纳米材料的制备方法，包括如下步骤：取浓硫酸，取石墨、硝酸钠及高锰酸钾，浓硫酸、石墨、硝酸钠及高锰酸钾混合反应后加去离子水、双氧水，用稀盐酸和去离子水清洗干燥得氧化石墨，氧化石墨加去离子水中混合处理得氧化石墨烯水悬液；取锂源、磷源及锰源与铁源的掺和物，锂源溶于乙二醇中，加氧化石墨烯水悬液；锰源与铁源的掺和物溶于去离子水中，加氧化石墨烯水悬液，用乙二醇稀释；磷源分散于乙二醇中，加到第三混合物形成第七混合物，第五混合物加到第七混合物后除SO42‑，得磷酸铁锂锰石墨烯复合前驱体；磷酸铁锂锰石墨烯复合前驱体分散后加碳源并置于混合气体中，得碳包覆的磷酸铁锂锰石墨烯复合纳米材料。

【技术领域】

本发明涉及电池正极材料技术领域，尤其涉及一种碳包覆的磷酸铁锂锰石墨烯复合纳米材料的制备方法。

【背景技术】

经过多年的发展，锂电池在很多领域得到广泛应用，但是目前锂电池的电化学性能不足以满足当前的需求，对于如何提高锂电池的电化学性能已成为当今研究的热点及难点。锂电池的正极材料直接影响了锂电池的电化学性能的好坏。因此，近年来针对锂电池的正极材料投入了大量的研究。作为正极材料的LiMnPO4相对于作为正极材料的LiFePO4具有使用电压高，自放电率低，材料成熟，成本低的优势。二者具有相同的橄榄石结构，采用Mn替换部分Fe生成磷酸铁锂锰作为锂电池的正极材料，可以提高电导率，发挥出较高的放电容量，提高锂电池的工作电压和能量密度，因此磷酸铁锂锰正极材料成为了电池行业新的研究热点。然而，磷酸铁锂锰所表现出来的电子导电性差和锂扩散系数低的缺点，严重地限制了其应用范围。石墨烯作为一种新型的碳材料，在各种领域引起了越来越多的关注。石墨稀具有良好的导电性能、优越的化学稳定性、比表面积大、结晶度高等优点，可以抑制电极材料在充放电过程中因体积变化引起的材料粉化，有利于增强与集流体间的导电接触。相对于其他碳材料，石墨烯更容易实现对磷酸铁锂锰电极材料的包覆形成的三维网状结构，可以改善材料的导电性，缓解充放电过程中磷酸锰锂的体积的收缩和膨胀，极大地提高了锂电池的安全性和稳定性，适合大规模生产。针对上述问题，但是实施的改性方法包括表面包覆、制备复合材料和纳米化三种方法，采用单一的改性方法，很难得到性能理想的正极材料，因此要得到电化学性能优异的正极材料，必然要采用双重甚至多重改性手段对磷酸铁锂锰进行改性。

鉴于此，实有必要提供一种新型的碳包覆的磷酸铁锂锰石墨烯复合纳米材料的制备方法来克服以上缺陷。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种碳包覆的磷酸铁锂锰石墨烯复合纳米材料的制备方法，应用本实施例制备的碳包覆的磷酸铁锂锰石墨烯复合纳米材料结构紧密，稳定性良好，同时形成了三维的导电网络，这种结构能够缓冲充放电过程中电极材料的体积膨胀现象，为锂离子传输和电子传导提供足够的路径。另外，应用本发明实施例制备的碳包覆的磷酸铁锂锰石墨烯复合纳米材料作为正极材料进一步制备的锂电池充放电性能优异。

为了实现上述目的，本发明提供一种碳包覆的磷酸铁锂锰石墨烯复合纳米材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：