[发明专利]一种多孔碳包覆LiFePO4

权利要求书

1.一种多孔碳包覆LiFePO₄-LiNiO₂的锂离子电池正极材料，包括以下按重量份数计的配方原料，其特征在于：77-90份LiFePO₄-LiNiO₂复合材料，1-2份三聚氰胺、6-15份联苯四甲酸二酐、3-6份缩合剂；

所述LiFePO₄-LiNiO₂复合材料为LiFePO₄负载Co-Mn双掺杂LiNiO₂，制备方法包括以下步骤：（1）向无水乙二醇溶剂中加入(CH₃COO)₂Fe和H₃PO₄，搅拌至溶解后，将溶液在120-140 ℃下，进行超声分散处理1-2 h，超声频率为22-28 KHz，再加入CH₃COOLi，继续超声2-3 h，将溶液转移进水热反应釜中，加热至190-210℃，反应12-15 h，将溶液除去溶剂、洗涤固体产物、干燥，制备得到LiFePO₄纳米球；（2）向蒸馏水溶剂中加入NiCl₂、CoCl₂、MnCl₂，搅拌溶解后加入LiFePO₄纳米球，将溶液在50-60 ℃下，进行超声分散处理2-3 h，超声频率为22-28KHz，将溶液在室温下再加入氨水溶液，调节溶液pH为9-10，再加入氢氧化钠调节pH至11-12，将溶液转移进水热反应釜，加热至70-80 ℃，反应5-8 h，向溶液中加入LiOH，将溶液在60-70 ℃下，进行超声分散处理2-3 h，超声频率为22-28 KHz；（3）将溶液除去溶剂、干燥，将固体混合物置于气氛电阻炉中，升温速率为3-5 ℃/min，升至520-540 ℃，在N₂氛围中煅烧5-6 h，再通入O₂和N₂的混合气体，体积比为1.5-2:1，升温至760-780 ℃，煅烧8-10 h，煅烧产物即为LiFePO₄-LiNiO₂复合材料；

所述多孔碳包覆LiFePO₄-LiNiO₂的锂离子电池正极材料制备方法包括以下步骤：（1）向N,N-二甲基甲酰胺溶剂中，加入77-90份LiFePO₄-LiNiO₂复合材料，1-2份三聚氰胺、6-15份联苯四甲酸二酐，将溶液在50-60 ℃下，进行超声分散处理2-3 h，超声频率为20-28 KHz，向溶液中加入3-6份缩合剂，加热至140-150 ℃，反应20-25 h，将溶液除去溶剂、洗涤固体产物、干燥，制备得到均三邻苯二甲酰亚胺基超支化聚合物包覆LiFePO₄-LiNiO_2；（2）将均三邻苯二甲酰亚胺基超支化聚合物包覆LiFePO₄-LiNiO₂置于气氛电阻炉，并通入N₂，升温速率为3-5 ℃/min，在720-750 ℃下保温煅烧2-3 h，煅烧产物即为多孔碳包覆LiFePO₄-LiNiO₂的锂离子电池正极材料。

2.根据权利要求1所述的一种多孔碳包覆LiFePO₄-LiNiO₂的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述缩合剂为二异丙基碳二亚胺。

3.根据权利要求2所述的一种多孔碳包覆LiFePO₄-LiNiO₂的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述(CH₃COO)₂Fe、H₃PO₄，和CH3COOLi，三者物质的量摩尔比为1-1.2:1.2-1.4:1。

4.根据权利要求3所述的一种多孔碳包覆LiFePO₄-LiNiO₂的锂离子电池正极材料，其特征在于：所述NiCl₂、CoCl₂、MnCl₂、LiOH和LiFePO₄纳米球，五者物质的量摩尔比为1:0.85:0.09-0.11:0.04-0.06:0.15-0.245，Co-Mn双掺杂LiNiO₂化学表达式为LiNi_0.85Co_0.09-0.11Mn_0.04-0.06O₂。