[发明专利]碳包覆和Na+

说明书

本发明涉及一种碳包覆和Na⁺掺杂的LiMnPO₄正极材料及其制备方法和应用，该制备方法是将Li₂CO₃、MnCO₃、NH₄H₂PO₄和聚丙烯酸钠经过球磨后采用高温还原法制备掺钠LiMnPO₄@C材料，其中利用聚丙烯酸钠可以同时达到包覆碳和掺杂金属Na⁺的目的。以聚丙烯为碳源，高温固相还原制备LiMnPO₄/C作为对比材料。掺钠LiMnPO₄@C材料具有较好橄榄石型结构，晶型良好，粒径分布均匀，与未掺钠LiMnPO₄/C相比各方面电化学性能均有较大提升。掺钠LiMnPO₄@C材料0.1C下首次放电比容量高达152mAh g^‑1，且循环性能良好。该方法是一步实现碳包覆和Na⁺掺杂制备锂离子电池正极材料掺钠LiMnPO₄@C的一种新型、实用的方法。

技术领域

本发明涉及锂离子电池正极材料的合成以及性能改善领域，具体来说涉及一种碳包覆和Na⁺掺杂的LiMnPO₄正极材料、以及能够一步实现碳包覆和 Na⁺掺杂制备LiMnPO₄正极材料的制备方法和应用。

背景技术

能源、环境问题和信息技术已成为21世纪的三大研究热点。自人类文明开始，旨在为人们提供舒适生活而进行的能源研究便随之展开，其领域涉及了化石燃料、核能、太阳能等。进入信息化时代以来，针对效率更高、更便捷、更安全和无污染的能源研究已然兴起。目前，内燃机消耗着人类每年所需能源的三分之一，是化石燃料的主要消费方式，其所造成的全球变暖和大气污染正受到人们日益密切的关注。作为替代传统能源的电池能源具有许多优点，现今的锂离子电池、燃料电池和镍氢电池被称为高级能源，正逐步替代几种传统的能源体系如铅酸和镍镉电池。在所有可能的能源体系中，锂离子电池优势明显。锂离子电池技术主要是基于金属锂的如下优点：标准电极电位最负，为-3.04V；重量最轻的金属，摩尔质量为6.94g/mol，密度为 0.534g/cm；体积和质量能量密度高，电化学当量最小，为0.26g/Ah。