[发明专利]一种高性能磷酸铁锂复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高性能磷酸铁锂复合材料，其特征在于，所述的磷酸铁锂复合材料由磷酸铁锂及其纳米金属或纳米金属化合物组成复合体，并在复合体表面包覆石墨烯组成；其中所述的纳米金属或纳米金属化合物的质量占磷酸铁锂质量的0.5％～5％；所述石墨烯的质量占磷酸铁锂质量的0.5％～5％；

上述复合材料的制备方法，采用以下步骤：

1)磷酸铁锂前驱体制备：

通过粒子注入法将纳米金属或纳米金属化合物植入在磷酸铁锂本体材料的表层中得到前驱体材料A，配制浓度为5％-20％的催化剂溶液，将所述催化剂溶液与柠檬酸混合得混合溶液B，然后将前驱体材料A添加到混合溶液B中，在温度为20℃～100℃浸泡1h～24h，之后通过真空干燥、粉碎得到材料C；其中所述催化剂与柠檬酸的摩尔比为1:1～10；材料A与混合溶液B的质量比为5～20：200；步骤(1)所述的催化剂为纳米铁、纳米钴或纳米镍，其粒径为50nm～500nm；所述的粒子注入法参数为，所述的高速粒子注入在选自氩气、氧气、氮气、氨气的任意一种气氛或两种气氛下进行；气体流量为5～60sccm，气压2×10^-4～5×10^-4Pa，注入温度在100～500℃；

2)磷酸铁锂/石墨烯材料的制备：

将材料C置入管式电阻炉中部，在氩气或氮气保护下升温；升温到600～1200℃后保温，停止通氩气或氮气，改通氢气1～350min，随后在600～1200℃下保温，停止通氢气，改通碳源气体1～300min；最后在氩气或氮气的保护下冷却至室温，即得到所述的磷酸铁锂复合材料。

2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述纳米金属或纳米金属化合物粒径为100nm～500nm；所述的纳米金属为纳米钛单质、纳米镁单质、纳米锰单质、纳米钒单质、纳米铌单质、纳米铬单质或纳米锌单质；所述纳米金属化合物为纳米钛氟化物、纳米镁氟化物、纳米锰氟化物、纳米钒氟化物、纳米铌氟化物、纳米铬氟化物，纳米锌氟化物。

3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述的气氛为氧气或氨气。

4.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述碳源气体为乙炔、甲烷或天然气。