【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰電池，具體而言，涉及一種lmfp復合正極材料及制備方法。
技術介紹
1、隨著化石燃料的迅速耗盡以及環境污染問題的日益加劇，社會對于發展可持續能源存儲與轉換技術的需求迫切增加。鋰離子電池(li?bs)以其卓越的能量密度、持久的循環壽命和較小的環境影響，在過去幾十年中逐漸成為便攜式電子設備電源解決方案的領跑者，由于其穩定的結構、良好的循環性能、環境友好性和高安全性，受到了廣泛關注和應用。
2、然而，由于其能量密度低、電池壽命不足、充電速度慢等缺點，限制了其在交通運輸領域的大規模應用。與lifepo4相比，磷酸錳鋰(limnpo4)由于其較高的工作電壓和類似的理論電容量，理論上具有比lifepo4高21％的能量密度，被認為是可取代lifepo4進行商業化的下一代陰極材料。
3、與lifepo4類似，磷酸錳鋰具有穩定的磷酸氧鍵和橄欖石結構，因此在高溫充放電過程中幾乎不釋放氧氣，具有很高的安全性能。而lifexmn1-xpo4(lmfp)被認為有望取代傳統的lifepo4。這是由于lmfp有高的工作電壓(4.1v?vs.l?i+/l?i)和相似的理論容量(170mah·g-1)，并且比lifepo4具有更高的能量密度，從而可以提供更優異的電池壽命。同時，由于lmfp不含有害的重金屬元素如鎳和鈷，減少了對環境的負面影響。
4、理想的lifexmn1-xpo4電極材料在微米尺度上應具有多孔團聚的結構，這樣有利于電極的制造和體積能量密度的提高。然而，現有的制備方法，由于碳源的不同和制備步驟參數
技術實現思路
1、本專利技術所要解決的技術問題是提供一種lmfp復合正極材料及制備方法。
2、本專利技術解決上述技術問題的技術方案如下：
3、本專利技術提供一種lmfp復合正極材料的制備方法，其特征在于，采用復合碳源制備所述lmfp復合正極材料，所述復合碳源包括蔗糖、聚乙烯醇和聚苯乙烯微球。
4、在上述技術方案的基礎上，本專利技術還可以做如下改進。
5、進一步，所述lmfp復合正極材料為limn1-xfexpo4/c，x的值為0.2～0.5。
6、進一步，包括以下步驟：
7、s1、按照比例稱取錳源、鐵源、磷酸根鹽，與蔗糖和聚苯乙烯微球進行球磨混合，同時加入聚乙烯醇溶液和無水乙醇，得到前驅體漿料；
8、s2、將所述前驅體漿料離心后獲得固體混合物；
9、s3、將所述固體混合物干燥后，進行煅燒、加熱和冷卻，得到所述lmfp復合正極材料。
10、進一步，蔗糖、聚乙烯醇和聚苯乙烯微球的質量比為6～10：4～6:4～6。
11、進一步，所述錳源為草酸錳，所述鐵源為草酸亞鐵，所述磷酸根鹽為磷酸二氫鋰。
12、進一步，所述步驟s1中，將所述錳源、所述鐵源、所述磷酸根鹽先與蔗糖混合進行球磨，再加入所述聚苯乙烯微球繼續進行球磨，最后加入所述聚乙烯醇溶液和無水乙醇繼續進行球磨。
13、進一步，所述步驟s3中，所述煅燒在氬氣氣氛中進行，所述煅燒的溫度為400℃～440℃，所述煅燒的時間為4～6小時；所述加熱的溫度為630℃～670℃，所述加熱的時間為6～10小時。
14、進一步，所述聚苯乙烯微球的制備方法包括以下步驟：
15、將聚乙烯吡咯烷酮和水混合，得到預聚體混合物；將苯乙烯單體加入所述預聚體混合物中，加熱得到乳液；向所述乳液中加入引發劑，使所述乳液發生聚合反應；所述聚合反應完成后，洗滌、沉淀、干燥，得到所述聚苯乙烯微球。
16、本專利技術還提供一種lmfp復合正極材料，采用如上述的方法制備得到。
17、本專利技術還提供一種鋰電池，采用如上述的lmfp復合正極材料制備得到。
18、本專利技術的有益效果為：
19、(1)本專利技術的lmfp復合正極材料的制備方法，通過使用復合碳源(蔗糖、pva和一定量的聚苯乙烯微球)，可以獲得具有合適碳含量、均勻顆粒大小分布、多孔性和良好電化學性能的lmfp復合正極材料；
20、(2)本專利技術的lmfp復合正極材料的制備方法，步驟簡單、條件溫和，成本低，無需引入毒性強的化學物質，具有良好的環保特性；
21、(3)本專利技術的lmfp復合正極材料的制備方法，為設計和制備其他高能量/功率密度的橄欖石基正極材料提供了合理的途徑；
22、(4)本專利技術的lmfp復合正極材料，具有高能量密度、較小的電化學極化、良好的倍率性能和良好的循環穩定性，在0.1c和5c下的可逆容量高，在室溫0.5c倍率下循環200圈后的容量保持率高；
23、(5)本專利技術的lmfp復合正極材料，優化的孔隙結構和較小的初級顆粒尺寸可以有效縮短鋰離子的擴散距離并增加比表面積，均勻的碳包覆可以提高電子傳輸能力并降低電化學極化，良好結晶的顆粒和高純度保證了長周期內結構的穩定性。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種LMFP復合正極材料的制備方法，其特征在于，采用復合碳源制備所述LMFP復合正極材料，所述復合碳源包括蔗糖、聚乙烯醇和聚苯乙烯微球。
2.根據權利要求1所述的一種LMFP復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述LMFP復合正極材料為LiMn1-xFexPO4/C，x的值為0.2～0.5。
3.根據權利要求2所述的一種LMFP復合正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種LMFP復合正極材料的制備方法，其特征在于，蔗糖、聚乙烯醇和聚苯乙烯微球的質量比為6～10：4～6:4～6。
5.根據權利要求3所述的一種LMFP復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述錳源為草酸錳，所述鐵源為草酸亞鐵，所述磷酸根鹽為磷酸二氫鋰。
6.根據權利要求3所述的一種LMFP復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述步驟S1中，將所述錳源、所述鐵源、所述磷酸根鹽先與蔗糖混合進行球磨，再加入所述聚苯乙烯微球繼續進行球磨，最后加入所述聚乙烯醇溶液和無水乙醇繼續進行球磨。
7.根據權利要求3所述的一種L
8.根據權利要求1～7任意一項所述的一種LMFP復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述聚苯乙烯微球的制備方法包括以下步驟：
9.一種LMFP復合正極材料，其特征在于，采用如權利要求1～8任意一項所述的方法制備得到。
10.一種鋰電池，其特征在于，采用如權利要求9所述的LMFP復合正極材料制備得到。
...【技術特征摘要】
1.一種lmfp復合正極材料的制備方法，其特征在于，采用復合碳源制備所述lmfp復合正極材料，所述復合碳源包括蔗糖、聚乙烯醇和聚苯乙烯微球。
2.根據權利要求1所述的一種lmfp復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述lmfp復合正極材料為limn1-xfexpo4/c，x的值為0.2～0.5。
3.根據權利要求2所述的一種lmfp復合正極材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種lmfp復合正極材料的制備方法，其特征在于，蔗糖、聚乙烯醇和聚苯乙烯微球的質量比為6～10：4～6:4～6。
5.根據權利要求3所述的一種lmfp復合正極材料的制備方法，其特征在于，所述錳源為草酸錳，所述鐵源為草酸亞鐵，所述磷酸根鹽為磷酸二氫鋰。
6.根據權利要求3所述的一種lmfp復合正極材料的制...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王巖，雍富寶，喻發全，鄧正華，譚玲，黃琦，
申請(專利權)人：武漢工程大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。