[发明专利]镍掺杂改性的LiFePO4

说明书

本发明涉及镍掺杂改性的LiFePO₄/C复合材料及其作为锂电池正极材料的应用，具体涉及一种镍掺杂改性的LiFePO₄/C复合材料，其特征在于所述LiFePO₄/C复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将磷源、铁源、锂源、镍源置于球磨罐中，加入碳源前驱体和分散剂后，进行球磨，得浆料；(2)将步骤(1)球磨得到的浆料干燥、研磨成粉末后，于700‑800oC下煅烧，冷却后即得LiFePO₄/C复合材料。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种镍掺杂改性的LiFePO₄/C复合材料及其作为锂电池正极材料的应用。

背景技术

锂离子电池广泛用于手机、笔记本电脑、摄像机等便携式电子设备中，日益扩大的电动汽车领域将给锂离子电池带来更大的发展空间。橄榄石结构的LiFe PO₄材料具有来源广泛、比容量高、循环性能良好、安全性能突出、对环境友好等优点，被视为最有前途的锂离子电池正极材料之一，受到了人们的广泛关注。然而对于高负载水平的大电池而言，如电动汽车电池，在正极材料的成本、充放电效率、安全性能等方面还存在着问题，刺激了人们对正极材料LiFePO₄的研究。 LiFePO₄作为锂离子正极材料，其充放电机理不同于其他传统的过渡金属氧化物 (如：LiCoO₂等)，室温下锂离子在LiFePO₄中的脱嵌过程是一个两相反应，存在着LiFePO₄和FePO₄两种物相之间的转化。由于在LiFePO₄晶体结构中，FeO₆八面体共顶点而非共边，这一结构降低了电子导电率，使得即使在室温条件下锂离子的迁移速率也很小，所以LiFePO₄其固有的晶体结构限制了其电导性与锂离子扩散性能。因此，迫切需要寻求一种改性的LiFePO₄材料。

发明内容

本发明提供一种镍掺杂改性的LiFePO₄/C复合材料，其特征在于所述 LiFePO₄/C复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将磷源、铁源、锂源、镍源置于球磨罐中，加入碳源前驱体和分散剂后，进行球磨，得浆料；

(2)将步骤(1)球磨得到的浆料干燥、研磨成粉末后，于700-800℃下煅烧，冷却后即得LiFePO₄/C复合材料。

步骤(1)所述的磷源选自磷酸二氢铵，铁源选自草酸亚铁、氢氧化铁、硝酸铁或它们的水合物中的一种或几种，锂源选自碳酸锂、氢氧化锂或它们的水合物中的一种或几种、镍源选自硝酸镍、氯化镍或它们的水合物中的一种或几种，或者磷源和锂源一起选自磷酸二氢锂，磷源、铁源、锂源、镍源的摩尔用量按照其中磷元素：铁元素：锂元素：镍元素的摩尔比为1：1：1：0.02-0.04；碳源前驱体选自烷基糖苷；分散剂选自乙醇；所述球磨优选采用行星式球磨机以600-700r/min的自转速度球磨5-6h；

步骤(2)所述煅烧时间为8-12h。

本发明的另一实施方案提供一种镍掺杂改性的LiFePO₄/C复合材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)将磷源、铁源、锂源、镍源置于球磨罐中，加入碳源前驱体和分散剂后，进行球磨，得浆料；

(2)将步骤(1)球磨得到的浆料干燥、研磨成粉末后，于700-800℃下煅烧，冷却后即得LiFePO₄/C复合材料。