一種用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法

一種用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法
【專利摘要】一種用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法，包括以下步驟：（1）稱取原料，將碳源溶解在蒸餾水或去離子水中，在50-90℃水浴加熱、攪拌溶解；將鋰源、鐵源、磷源分別溶解在去離子水中，攪拌均勻后，將鐵源、鋰源依次加入到溶解有碳源的溶液中，然后加氨水調節混合溶液的pH至4-6，再加入磷源，將混合溶液在50-90℃水浴加熱，攪拌1-2h；（2）將混合溶液在150-350℃、壓力為1-10MPa下反應3-10h，反應結束后冷至室溫，固液分離，所得固體即為前驅體固相產物；（3）將所得前驅體固相產物干燥，然后燒結，即得。本發明反應溫度較低，合成方法簡單，所制備得到的正極材料碳包覆焦磷酸亞鐵鋰電化學性能優異。
【專利說明】一種用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于新能源材料領域，涉及一種鋰離子電池正極活性材料焦磷酸亞鐵鋰的合成方法，具體涉及一種用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法。
【背景技術】
[0002]自1990年提出至今，鋰離子電池的商業化取得了巨大的成功，取代傳統鉛蓄、鎳氫、鎳鎘電池，在便攜式電子產品領域占據主導地位。隨著人們需求的不斷增加，鋰離子電池被期望在大規模儲能、電動汽車等領域發揮更大的作用。
[0003]層狀LiCo02、LiNi1/3Co1/3Mn1/302材料在便攜式儲能裝置中得到廣泛應用，然而在用作大型儲能、動力電池時，高成本、較差的安全性能制約了其大規模的應用。LiFePO4—度被認為是解決上述問題的最佳選擇，橄欖石形狀的LiFePO4擁有170mAh/g的理論容量，3.4V的對Li/Li+電位，同時價格低廉，循環性能好，易于合成。但實際上，以LiFePO4單體電池組裝成的大型動力電池循環性能遠不如預期，同時其較差的導電性能限制了電池的大倍率充放電。目前，一種新的正極材料Li2FeP2O7被提出，其擁有3.5V的對Li/Li+電位，單電子理論容量為110mAh/g。[0004]固相法是目前制備Li2FeP2O7的常用方法，但固體原料難以達到微觀混合，盡管常采用反復球磨和煅燒，但化學反應不均勻，顆粒生長與團聚難以控制，顆粒不均勻，晶型無規則，反應溫度高，合成周期長(一般需要在600-650°C條件下煅燒12h以上)，批次穩定性差，放電比容量一般在80-100mAh/g的范圍內波動。

【發明內容】

[0005]本發明要解決的技術問題是，克服現有合成方法中正極材料焦磷酸亞鐵鋰顆粒不均勻、晶型無規則、反應溫度高、電化性能不佳等缺點，提供一種反應溫度較低、合成方法簡單的用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法，所制備得到的正極材料碳包覆焦磷酸亞鐵鋰電化學性能優異。
[0006]所述焦磷酸亞鐵鋰正極材料的基體為納米焦磷酸亞鐵鋰，基體外包覆碳材料。
[0007]本發明解決其技術問題采用的技術方案是，一種用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法，包括以下步驟:
(1)按鋰源、鐵源和磷源中鋰元素、鐵元素和磷元素的摩爾比為1.8~9:1: 1.5^3.0稱取原料，按碳源中的碳元素與焦磷酸亞鐵鋰的質量比為0.005~0.4:1稱取碳源，將碳源溶解在蒸餾水或去離子水(優選去離子水)中，在50-90°C水浴加熱、攪拌溶解；將鋰源、鐵源、磷源分別溶解在去離子水中，攪拌均勻后，將鐵源、鋰源依次加入到溶解有碳源的溶液中，控制碳源濃度為0.025-0.2mol.L_\鐵源中鐵離子的濃度為0.025-0.2mol.Ι^，然后加氨水調節混合溶液的PH至4-6，再加入磷源，將混合溶液在50-90°C水浴加熱，攪拌l_2h ；
(2)將經步驟(1)處理的混合溶液在150-350°C(優選180-220°C)、壓力為1-1OMpa下反應3-10h (優選4-8h)，反應結束后冷至室溫，固液分離，所得固體即為前驅體固相產物； (3)將步驟(2)所得前驅體固相產物在80-120°C真空干燥箱內烘烤6-12h，然后在保護性氣氛下，在400-700°C (優選450 — 550°C )溫度下燒結2_15h (優選4-10小時)，即得碳包覆焦磷酸亞鐵鋰正極材料。
[0008]進一步，步驟(I)中，所述鋰源為乙酸鋰、氫氧化鋰、檸檬酸鋰、硝酸鋰、磷酸二氫鋰、碳酸鋰、草酸鋰中的至少一種；所述組合典型但非限制性的例子有:磷酸二氫鋰和氫氧化鋰的組合，碳酸鋰和硝酸鋰的組合，醋酸鋰和檸檬酸鋰的組合，氫氧化鋰、磷酸二氫鋰和檸檬酸鋰的組合，特別優選為氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰中的至少一種。
[0009]進一步，步驟(I)中，所述鐵源為硝酸鐵、氯化鐵、氯化亞鐵、草酸亞鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵中的至少一種；所述組合典型但非限制性的例子有:硫酸亞鐵和草酸亞鐵的組合，硫酸鐵和硝酸鐵的組合，氯化鐵、硫酸鐵和硝酸鐵的組合，氯化亞鐵、草酸亞鐵和硫酸亞鐵的組合，硝酸鐵、草酸亞鐵和硫酸鐵的組合；特別優選所述鐵源為硝酸鐵、氯化亞鐵、硫酸鐵中的至少一種。
[0010]進一步，步驟(I)中，所述磷源為磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸、焦磷酸、磷酸二氫鋰中的至少一種；所述組合典型但非限制性的例子有:磷酸二氫鋰和磷酸氫二銨的組合，焦磷酸和磷酸的組合，磷酸二氫銨、磷酸二氫鋰和磷酸的組合，磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸和焦磷酸的組合；特別優選為磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、焦磷酸中的至少一種。
[0011]進一步，步驟(I)中，所述碳源為檸檬酸、抗壞血酸、蔗糖、聚乙烯醇、聚乙二醇、葡萄糖中的至少一種；特別優選為葡萄糖、抗壞血酸、檸檬酸中的至少一種。
[0012]進一步，步驟(I)中，所述鋰源、鐵源和磷源中鋰元素、鐵元素和磷元素的摩爾比優選 2 ?7.5:1: 1.8?2.5，更優選 2.2 ?6:1:2 ?2.2。
[0013]進一步，步驟(I)中，所述碳源中的碳元素與焦磷酸亞鐵鋰的質量比優選為0.01 ?0.2:1，更優選 0.03 ?0.1:1。
[0014]進一步，步驟(I)中，考慮磷源與鋰鹽等配合使用，考慮pH的合適范圍，使用磷酸更方便，配制的磷酸溶液濃度依據配制溶解性好的溶液以及操作過程中酸堿中和的方便進行選擇，優選濃度為l_3mol/L。
[0015]進一步，步驟(I)中，考慮鐵源與有機碳源的配合使用，考慮成本因素，使用三價鐵源更經濟。
[0016]進一步，步驟(2 )中，反應優選在不銹鋼反應釜中進行。所述反應釜可采用獨立式單體反應釜和一體式控溫攪拌反應釜。其中獨立式單體反應釜放在恒溫真空干燥箱內，以維持反應在180-220°C進行。優選一體式反應釜，可實現溫度的精確控制，同時反應過程中不斷攪拌可提高溶質和產物分散均勻性，有利于得到粒徑均勻的超細粉末。
[0017]步驟(2)中，固液分離收集產物的方法為過濾法、噴霧干燥法、離心法。其中噴霧干燥法可直接得到干燥的球形產物，粒徑均勻，分散性好，可直接燒結。其中過濾法最簡單，抽濾后可實現產物和溶液的分離，放置在80-120°C真空干燥箱內，烘烤6-12h，得到干燥產物。離心法使用行星式離心機，高速轉動實現產物和溶液的分離，同樣需要放置在80-120°C真空干燥箱內烘烤6-12h，得到干燥產物。優選地，一般采用過濾法收集產物。
[0018]進一步,步驟(3)中，所述保護性氣氛為還原性氣氛或惰性氣氛,優選氫氣、氮氣、IS氣中的至少一種，特別優選為IS氣和氫氣的混合氣。
[0019]本發明采用水熱法，通過高溫高壓(180-220°C，Ι-lOMpa)在水溶液或水蒸氣等流體中進行化學反應制備出粉體材料的一種方法。水熱法所得物料具有物相均一、粉體粒徑小等優點，水熱法合成的前驅體煅燒溫度更低，煅燒可以得到納米級Li2FeP207。
[0020]與現有技術相比，本發明的優點是:
(O使用廉價的三價鐵作為反應物，減少了成本；使用還原性的有機碳源，在還原三價鐵的同時可作為包覆碳的材料，直接燒結前驅體就同時完成了焦磷酸亞鐵鋰合成和包覆碳，節省了后序專門碳包覆的過程。
[0021](2)各原料分別溶解后，按照嚴格的順序緩慢混合，調節pH至4-6時，三價鐵被還原成二價鐵，之后邊攪拌邊緩慢加入具有絡合作用的磷酸根。整個過程中溶液只有顏色的變化，沒有呈現出膠體、濁液現象，避免了在配液過程中生成FeP04、Fe (OH) 3、Fe (OH) 2等不溶物。合理的PH調節和原料加入順序保證了混合的均勻性。
[0022](3)本方法得到的前驅體粉末細、活性高，與現有方法相比，可在較低溫度(400-600°C)、較短時間(4-10h)燒結得到焦磷酸亞鐵鋰。合成周期短、反應溫度低，限制了晶體的長大，可以得到粒徑更小的產品。
[0023](4)原料在液相中可以達到分子級混合，易生成均一分散的前驅體顆粒，燒結后得到的焦磷酸亞鐵鋰材料粒徑均勻，可達納米級，有利于提高其倍率性能。
[0024](5)本方法得到的焦磷酸亞鐵鋰正極材料具有優異的電化學性能，在0.1C放電倍率下，放電比容量在100mAh/g以上，接近理論容量110mAh/g，放電平臺穩定在3.5V，循環30次后無明顯衰減。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是實施例1制備的焦磷酸亞鐵鋰的X射線衍射(XRD)圖；
圖2是實施例1制備的焦磷酸亞鐵鋰的掃描電子顯微鏡(SBO圖；
圖3是實施例1制備的焦磷酸亞鐵鋰的充放電曲線圖；
圖4是實施例1制備的焦磷酸亞鐵鋰的放電容量循環圖。
【具體實施方式】
[0026]下面通過具體實施例對本發明制備碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法作進一步說明。所述實施例僅是幫助理解本發明，不應視為對本發明的具體限制。
[0027]實施例1
本實施例包括以下步驟:
(1)本實施例設計生成0.0lmol目標產物Li2FeP2O7，配制溶液IOOml ;稱量0.0lmol檸檬酸，加入有40ml去離子水的燒杯中，將燒杯放入50°C恒溫水浴鍋中，磁力攪拌；分別稱取
0.005mol的硫酸鐵(Fe2 (SO4)3)和0.04mol的氫氧化鋰，量取0.02mol正磷酸，分別加入3個裝有20ml去離子水的小燒杯中，分別攪拌至其全部溶解，將裝有鐵源和鋰源的溶液依次加入到溶解有碳源的溶液中，然后加氨水調節混合溶液的PH至6，再將裝有磷源的溶液加入混合溶液中，則鐵源中鐵離子濃度為0.1 mo I噸―1，將混合溶液在50°C水浴鍋中磁力攪拌Ih ；
(2)將經步驟(I)處理的混合溶液倒入不銹鋼反應釜中，反應釜容積為150ml，所述混合液在反應釜中的填充量為67%，將不銹鋼反應釜放入200°C恒溫干燥箱內進行反應，其中壓力為2Mpa，恒溫6h，反應結束后冷卻至室溫，取出反應釜；用漏斗將反應釜內的溶液和粉末狀產物分離，固液分離得到前驅體固相產物；
(3)將所得前驅體固相產物放置在80°C恒溫干燥箱內8h，得到干燥的灰綠色粉末狀產物；然后將灰綠色粉末狀產物轉移至坩堝內，在氬氫混合氣(5% H2,95% Ar，混合氣體百分比為體積比，以下同)的保護下，升溫至550°C，燒結8小時，得到碳包覆焦磷酸亞鐵鋰正極材料，呈現黑色粉末狀。
[0028]本實施例所得碳包覆焦磷酸亞鐵鋰正極材料電化學性能測試:
按質量比8:1:1稱取活性物質(焦磷酸亞鐵鋰/碳的復合材料0.2g)、導電劑(乙炔黑
0.025g)、粘結劑PVDF (聚偏二氟乙烯0.025g)。滴加NMP (N-甲基吡咯烷酮)作為分散劑，將漿料涂覆在鋁箔表面，在120°C真空干燥箱中烘干4h。然后在氬氣保護手套箱內，組裝成半電池，進行電化學性能測試。
[0029]合成的焦磷酸亞鐵鋰的XRD圖譜(如圖1)，表明獲得了焦磷酸亞鐵鋰結構的樣品，從SEM圖(如圖2)可見合成的焦磷酸亞鐵鋰粒徑為400-600nm，粒徑分布均勻，分散性良好。所裝配電池在0.05C下首次充電比容量為105.2mAh/g，放電比容量為101.6mAh/g ;30次循環后各量保持在93.5mAh/g。
[0030]實施例2
本實施例包括以下步驟:
(1)本實施例設計生成0.1mol目標產物Li2FeP2O7,配制溶液IOOOml ;稱量0.1mol抗壞血酸,加入有400ml去離子水的燒杯中，將燒杯放入60°C恒溫水浴鍋中，用攪拌機進行均勻攪拌；分別稱取0.1mol的硝酸鐵和0.3mol的碳酸鋰，量取0.2mol磷酸二氫銨，分別加入3個裝有200ml去離子水的小燒杯中，分別攪拌至其全部溶解；將裝有鐵源和鋰源的溶液依次加入到溶解有碳源的溶液中，然后加氨水調節混合溶液的pH至5，再將裝有磷源的溶液加入混合溶液中，則鐵源中鐵離子濃度為0.1 mo I噸―1，將混合溶液在80°C水浴鍋中磁力攪拌Ih ；
(2)將混合溶液倒入一體式控溫攪拌反應釜中，反應釜容積為1500ml，所述混合液在反應釜中的填充量為60%，將反應釜的溫度設置為200°C，壓強為8Mpa，恒溫5h，反應結束后冷卻至室溫，用漏斗將反應釜內的溶液和粉末狀產物分離，固液分離得到前驅體固相產物；
(3)將得到的前驅體固相產物放置在80°C恒溫干燥箱內8h，得到干燥的灰綠色粉末狀產物；然后將物料轉移至坩堝內，在高純氬氣(99.95%Ar)的保護下，升溫至600°C，燒結10小時，得到碳包覆的焦磷酸亞鐵鋰，呈現黑色粉末狀。
[0031 ] 本實施例所得材料的電池裝配和測試方法與實施例1相同，得到的焦磷酸亞鐵鋰材料在0.05C下首次充電比容量為105.8mAh/g，放電比容量為102.2 mAh/g ；30次循環后容量保持在93.1mAh/g。
[0032]實施例3
本實施例包括以下步驟:
(I)本實施例設計生成0.05mol目標產物Li2FeP2O7,配制溶液IOOOml ;稱量0.06mol聚乙二醇，加入有550ml去離子水的燒杯中，將燒杯放入60°C恒溫水浴鍋中，用攪拌機進行均勻攪拌；分別稱取0.05mol的氯化亞鐵和0.25mol的乙酸鋰，量取0.1lmol磷酸二氫銨，分別加入3個裝有150ml去離子水的小燒杯中，分別攪拌至其全部溶解；將裝有鐵源和鋰源的溶液依次加入到溶解有碳源的溶液中，然后加氨水調節混合溶液的PH至4，再將裝有磷源的溶液加入混合溶液中，則鐵源中鐵離子濃度為0.05 mo I.L_\將混合溶液在80°C水浴鍋中磁力攪拌2h;
(2)將混合溶液倒入一體式控溫攪拌反應釜中，反應釜容積為1500ml，所述混合液在反應釜中的填充量為67%，將反應釜的溫度設置為180°C，壓強為lOMpa，恒溫7h，反應結束后冷卻至室溫，采用行星式離心機對取出來的產物和溶液進行分離，固液分離得到前驅體固相產物；
(3)將得到的前驅體固相產物放置在100°C恒溫干燥箱內10h，得到干燥的灰綠色粉末狀產物；然后將物料轉移至坩堝內，在高純氫氣(99.9%H2)的保護下，升溫至450°C，燒結5小時，得到碳包覆的焦磷酸亞鐵鋰，呈現黑色粉末狀。
[0033]本實施例所得材料的電池裝配和測試方法與實施例1相同，得到的焦磷酸亞鐵鋰材料在0.05C下首次充電比容量為106.2mAh/g，放電比容量為100.8 mAh/g ；30次循環后容量保持在92.2mAh/g。
[0034]實施例4
本實施例包括以下步驟:
(1)本實施例設計生成0.06mol目標產物Li2FeP2O7,配制溶液3000ml ;稱量0.1mol聚乙烯醇，加入有2100ml去離子水的燒杯中，將燒杯放入55°C恒溫水浴鍋中，用攪拌機進行均勻攪拌；分別稱取0.06mol的氯化亞鐵和0.3mol的氫氧化鋰，量取0.12mol磷酸二氫銨，分別加入3個裝有300ml去離子水的燒杯中，分別攪拌至其全部溶解；將裝有鐵源和鋰源的溶液依次加入到溶解有碳源的溶液中，然后加氨水調節混合溶液的PH至6，再將裝有磷源的溶液加入混合溶液中，則鐵源中鐵離子濃度為0.02 mo I.L_\將混合溶液在75°C水浴鍋中磁力攪拌1.5h ；
(2)將混合溶液倒入一體式控溫攪拌反應釜中，反應釜容積為5000ml，所述混合液在反應釜中的填充量為60%，將反應釜的溫度設置為190°C，壓強為9Mpa，恒溫5h，反應結束后冷卻至室溫，用漏斗將反應釜內的溶液和粉末狀產物分離，固液分離得到前驅體固相產物；
(3)將得到的前驅體固相產物放置在95°C恒溫干燥箱內12h，得到干燥的灰綠色粉末狀產物；然后將物料轉移至坩堝內，在高純氮氣(99.9%N2)的保護下，升溫至520°C，燒結6小時，得到碳包覆的焦磷酸亞鐵鋰，呈現黑色粉末狀。
[0035]本實施例所得材料的電池裝配和測試方法與實施例1相同，得到的焦磷酸亞鐵鋰材料在0.05C下首次充電比容量為107.6mAh/g，放電比容量為101.8 mAh/g ；30次循環后容量保持在93.9mAh/g。
[0036]實施例5
本實施例包括以下步驟:
Cl)本實施例設計生成0.5mol目標產物Li2FeP2O7，配制溶液2500ml ;稱量Imol檸檬酸，加入有1600ml去離子水的燒杯中，將燒杯放入80°C恒溫水浴鍋中，用攪拌機進行均勻攪拌；分別稱取0.5mol的硝酸鐵和3mol的氫氧化鋰，量取Imol正磷酸，分別加入3個裝有300ml去離子水的燒杯中，分別攪拌至其全部溶解；將裝有鐵源和鋰源的溶液依次加入到溶解有碳源的溶液中，然后加氨水調節混合溶液的PH至5，再將裝有磷源的溶液加入混合溶液中，則鐵源中鐵離子濃度為0.2 mo I.L_\將混合溶液在60°C水浴鍋中磁力攪拌Ih ； (2)將混合溶液倒入一體式控溫攪拌反應釜中，反應釜容積為5000ml，所述混合液在反應釜中的填充量為50%，將反應釜的溫度設置為200°C，壓強為6Mpa，恒溫6h，反應結束后冷卻至室溫，用漏斗將反應釜內的溶液和粉末狀產物分離，固液分離得到前驅體固相產物；
(3)將所得前驅體固相產物放置在100°C恒溫干燥箱內8h，得到干燥的灰綠色粉末狀產物；然后將灰綠色粉末狀產物轉移至坩堝內，在氬氫混合氣(5%H2，95%Ar)的保護下，升溫至500°C，燒結8小時，得到碳包覆焦磷酸亞鐵鋰正極材料，呈現黑色粉末狀。
[0037]本實施例所得材料的電池裝配和測試方法與實施例1相同，得到的焦磷酸亞鐵鋰材料在0.05C下首次充電比容量為106.3mAh/g，放電比容量為101.1 mAh/g ；30次循環后容量保持在90.6mAh/g。
[0038]對照例I
本對照例設計生成0.1mol目標產物Li2FeP2O7，采用傳統固相合成法，按Li:P:Fe化學計量比為2:2:1準確稱取0.2mol氫氧化鋰、0.2mol磷酸氫二銨和0.1mol草酸亞鐵，按目標產物質量的20%加入葡萄糖作為碳源。將各原料放入球磨罐中，控制球料比為10:1，以酒精為分散劑，酒精的加入量控制在剛好淹沒前驅物，以300r/min的轉速在行星球磨機上運轉6h。然后將磨好的物料放在干燥箱中以80°C的溫度烘干，收集后放入管式爐中在氬氫混合氣(5%H2，95%Ar)的保護下高溫燒結。高溫固相處理分為兩段燒結，首先升到300°C預燒結10h，然后再升到650°C恒溫16h，樣品隨爐體自然冷卻后取出，得到Li2FeP2O7材料。
[0039]本對照例所得碳包覆焦磷酸亞鐵鋰正極材料電化學性能測試:
按質量比8:1:1稱取活性物質(焦磷酸亞鐵鋰/C復合材料0.2g)、導電劑(乙炔黑
0.025g)、粘結劑PVDF (聚偏二氟乙烯0.025g)。滴加NMP (N-甲基吡咯烷酮)作為分散劑，將漿料涂覆在鋁箔表面，在120°C真空干燥箱中烘干4h。然后在氬氣保護手套箱內，組裝成半電池，進行電化學性能測試。
[0040]合成的焦磷酸亞鐵鋰粒徑為I μ m -5 μ m，粒徑分布不均勻，分散性差。所裝配電池在0.05C下首次充電比容量為89.2mAh/g，放電比容量為85.1mAh/g ；30次循環后容量僅為68.4mAh/g。
【權利要求】
1.一種用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按鋰源、鐵源和磷源中鋰元素、鐵元素和磷元素的摩爾比為1.8?9:1: 1.5?3.0稱取原料，按碳源中的碳元素與焦磷酸亞鐵鋰的質量比為0.005?0.4:1稱取碳源，將碳源溶解在蒸餾水或去離子水中，在50-90°C水浴加熱、攪拌溶解；將鋰源、鐵源、磷源分別溶解在去離子水中，攪拌均勻后，將鐵源、鋰源依次加入到溶解有碳源的溶液中，控制碳源濃度為0.025-0.2mol.L_\鐵源中鐵離子的濃度為0.025-0.2 mo I.L—1，然后加氨水調節混合溶液的PH至4-6，再加入磷源，將混合溶液在50-90°C水浴加熱，攪拌l_2h ； (2)將經步驟(I)處理的混合溶液在150-350°C、壓力為1-1OMpa下反應3_10h，反應結束后冷至室溫，固液分離，所得固體即為前驅體固相產物； (3)將步驟(2)所得前驅體固相產物在80-120°C真空干燥箱內烘烤6-12h，然后在保護性氣氛下，在400-70(TC溫度下燒結2-15h，即得碳包覆焦磷酸亞鐵鋰正極材料。
2.根據權利要求1所述的用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法，其特征在于，步驟(I)中，所述鋰源為乙酸鋰、氫氧化鋰、檸檬酸鋰、硝酸鋰、磷酸二氫鋰、碳酸鋰、草酸鋰中的至少一種；所述鐵源為硝酸鐵、氯化鐵、氯化亞鐵、草酸亞鐵、硫酸亞鐵、硫酸鐵中的至少一種；所述磷源為磷酸二氫銨、磷酸氫二銨、磷酸、焦磷酸、磷酸二氫鋰中的至少一種；所述碳源為檸檬酸、抗壞血酸、蔗糖、聚乙烯醇、聚乙二醇、葡萄糖中的至少一種。
3.根據權利要求1或2所述的用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法，其特征在于，步驟(I)中，所述鋰源、鐵源和磷源中鋰元素、鐵元素和磷元素的摩爾比為2?7.5:1:1.8?2.5。
4.根據權利要求3所述的用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法，其特征在于，所述鋰源、鐵源和磷源中鋰元素、鐵元素和磷元素的摩爾比2.2?6:1:2?2.2。
5.根據權利要求1或2所述的用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法，其特征在于，步驟(I)中，所述碳源中的碳元素與焦磷酸亞鐵鋰的質量比為0.01?0.2:1。
6.根據權利要求5所述的用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法，其特征在于，所述碳源中的碳元素與焦磷酸亞鐵鋰的質量比為0.03?0.1:1。
7.根據權利要求1或2所述的用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法，其特征在于，步驟(I)中，磷源為磷酸時，濃度為l_3mol/L。
8.根據權利要求1或2所述的用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法，其特征在于，步驟(I)中，鐵源為三價鐵源。
9.根據權利要求1或2所述的用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法，其特征在于，步驟(3)中，所述保護性氣氛為還原性氣氛或惰性氣氛。
10.根據權利要求9所述的用水熱法合成碳包覆焦磷酸亞鐵鋰的方法，其特征在于，所述保護性氣氛為氫氣、氮氣、氬氣中的至少一種。
【文檔編號】H01M4/58GK103985870SQ201410233633
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月29日 優先權日:2014年5月29日
【發明者】鄭俊超, 歐星, 張寶, 王彥方, 陳曉彬, 楊沛 申請人:中南大學