[发明专利]一种碳包覆磷酸铁锂及其制备方法、磷酸铁锂正极片、磷酸铁锂电池

说明书

本发明提供了一种碳包覆磷酸铁锂，并同时提供了该碳包覆磷酸铁锂的制备方法以及以该碳包覆磷酸铁锂为原料制得的磷酸铁锂正极片和磷酸铁锂电池，包括如下步骤：S1、配置氧化石墨烯分散液；S2、将乙二胺四乙酸与硝酸铁混合搅拌后静置，得到含有络合物的溶液；S3、将步骤S2所得含有络合物的溶液与步骤S1所得氧化石墨烯分散液混合搅拌，得到混合液；S4、对磷酸铁锂进行球磨，然后喷雾造粒得到微米磷酸铁锂；S5、将步骤S4所得微米磷酸铁锂加入至步骤S3所得混合液中，搅拌后静置；S6、将步骤S5所得混合物转移至水热反应釜中进行水热反应，完成后取出自然冷却、过滤及沥干即得碳包覆磷酸铁锂。

技术领域

本发明涉及磷酸铁锂材料技术领域，具体而言，涉及一种碳包覆磷酸铁锂及其制备方法、磷酸铁锂正极片、磷酸铁锂电池。

背景技术

磷酸铁锂是一种锂离子电池电极材料，化学式为LiFePO₄，主要用于各种锂离子电池。自1996年日本的NTT首次揭露A_yMPO₄(A为碱金属，M为 CoFe两者之组合：LiFeCoPO₄)的橄榄石结构的锂电池正极材料之后，1997 年美国德克萨斯州立大学John.B.Goodenough等研究群，也接着报导了 LiFePO₄的可逆性地迁入脱出锂的特性。

磷酸铁锂作为电极正极材料，可逆充放电比容量较高，同时又具有原料来源广泛、污染低、安全性好、循环寿命长等优势，是目前较为理想的动力形和储能形锂离子电池正极材料。但是其自身结构导致了其电导率较低，无法实现高倍率充放电。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳包覆磷酸铁锂及其制备方法、磷酸铁锂正极片、磷酸铁锂电池，利用氧化石墨烯对磷酸铁锂进行改性，有效提升其电导率。

本发明的实施例通过以下技术方案实现：

本发明第一方面提供了一种碳包覆磷酸铁锂的制备方法，包括如下步骤：

S1、配置氧化石墨烯分散液；

S2、将乙二胺四乙酸与硝酸铁混合搅拌后静置，得到含有络合物的溶液；

S3、将步骤S2所得含有络合物的溶液与步骤S1所得氧化石墨烯分散液混合搅拌，得到混合液；

S4、对磷酸铁锂进行球磨，然后喷雾造粒得到微米磷酸铁锂；

S5、将步骤S4所得微米磷酸铁锂加入至步骤S3所得混合液中，搅拌后静置；

S6、将步骤S5所得混合物转移至水热反应釜中进行水热反应，完成后取出自然冷却、过滤及沥干即得碳包覆磷酸铁锂。

本发明第二方面提供了由上述制备方法制得的碳包覆磷酸铁锂。

本发明第三方面提供了由上述碳包覆磷酸铁锂制得的磷酸铁锂正极片。

本发明第四方面提供了一种磷酸铁锂电池，包括正极片、负极片、隔膜及电解液，其中，所述正极片为上述的磷酸铁锂正极片。

本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：

由本发明所提供的制备方法所制得的碳包覆磷酸铁锂，以氧化石墨烯作为媒介，将有机碳源乙二胺四乙酸包覆于磷酸铁锂的表面，用以改善材料的导电性能，乙二胺四乙酸的还原性还可以防止Fe²⁺氧化，并且，氧化石墨烯的限域作用能够防止磷酸铁锂的粒径变大，进而防止了锂离子的传递距离变大导致电导率降低，另外，乙二胺四乙酸与硝酸铁络合之后形成的络合物上存在铁离子，络合物上的铁和磷酸铁锂上的铁分别与氧化石墨烯上的羧酸基团发生静电吸附，由此使得乙二胺四乙酸能够更加稳定地包覆于磷酸铁锂的表面，提升磷酸铁锂的电导率。

具体实施方式