一種界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料的製備方法
2023-05-23 10:09:56
一種界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料的製備方法
【專利摘要】本發明公開了一種界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料的製備方法，本發明採用協同自組織技術，將聚合物作為碳源前驅體，以實現對磷酸鐵鋰納米顆粒形態尺寸的調控；進而利用溶液相分離技術將聚合物修飾的磷酸鐵鋰納米顆粒沉積於石墨烯表面；高溫炭化後獲得的石墨烯-磷酸鐵鋰複合材料具有極高的正極活性材料比表面積。與傳統導電顆粒與磷酸鐵鋰直接進行物理混合搭建導電通路的原理不同，本發明製備的石墨烯-磷酸鐵鋰複合正極材料界面之間通過聚合物炭化形成的強耦合連接可顯著改善電極內部的電荷傳輸效率，進而實現鋰電池正極材料性能的顯著改善。
【專利說明】一種界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明屬於鋰離子電池電極材料領域，具體是一種界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料的製備方法。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池廣泛應用於便攜電子、計算通信、交通運輸等諸多領域。鋰離子電池的性能關鍵性地取決於電極的物理化學性質，其中，正極對整個電池性能的影響是決定性的。許多材料已經被用於鋰電池的正極，包括鈷酸鋰(LiCoO2)、錳酸鋰(LiMn2O4)等。然而，自從1999年美國Texas大學J.B.Goodenough等人(US Patent 591382de)提出憐酸鐵鋰(LiFePO4)可用於鋰電池正極材料以來，其獨特的結構和化學穩定性、廉價且環境友好、安全、長壽命等優勢引起了人們的強烈興趣。正極材料中採用的LiFePO4具有橄欖石型晶體結構，是由Li06、FeO6A面體和PO4四面體組成的多氧陰離子網絡。其中，$04)3_多陰離子中強的P-O共價鍵能夠穩定氧，避免在充電過程中O2的釋放，這使LiFePO4成為一種性能優異、穩定、安全的鋰電池正極材料。
[0003]LiFePO4作為鋰電池正極材料有高達170mAh/g的理論容量，但實際應用中的正極性能往往遠低於這一理論值，且具有不佳的倍率性能。這源於LiFePO4有相對較慢的鋰離子擴散係數(10_14?10_16cm2/s)和低的電子電導率(<10_9S/cm)。為了改進LiFePOjA鋰離子擴散速率、提高電導率，人們已經嘗試了不同途徑，包括降低LiFePO4的顆粒尺寸至納米尺度(如納米片、納米棒、納米顆粒等)(Energy & Environ Sci, 2008，1，621-638)、通過表面碳塗層和元素摻雜等方式改進其電荷傳輸效率、提高電導率(Energy & EnvironSci, 2012, 5，5163-5185)。中國專利CN103050696A公開了一種採用海藻酸和水熱反應相結合製備碳塗覆的50?300nm LiFePO4正極材料的技術，改善了鋰電池正極的高倍率性能和循環穩定性。此外,在LiFePO4正極材料中引入高導電性碳納米材料也顯示了良好的性能改善潛力。例如，中國專利CN103943864A公開了一種採用石墨烯薄膜包裹磷酸鐵鋰納米晶體改善正極材料比容量、倍率和循環性能的方法。然而，此方法需採用高能球磨實現鱗片石墨的剝離。
[0004]縱觀現有LiFePO4正極材料的發展，尚有以下問題亟待解決。首先，當LiFePO4顆粒尺寸降至納米尺度，隨著表面積急劇增大，顆粒聚集的傾向顯著增強，團聚的納米顆粒將嚴重阻礙鋰離子的擴散與插層，延長鋰離子的擴散路徑，從而抑制正極材料倍率性能的改善；其次，當採用納米碳材料對LiFePO4進行導電改性時，界面間電荷傳輸效率是至關重要的，現有的技術多採用物理共混或原位生長方式製備LiFePO4基納米複合電極材料，LiFePO4納米顆粒與導電碳材料之間的界面連接相對較弱，不利於改善正極材料內部的電荷傳輸效率；第三，現有的導電改性劑多採用價格較為昂貴的碳納米材料，如導電炭黑、乙炔黑和碳納米管，成本較高，發展低成本、高效率導電添加劑，尤其是能夠與LiFePO4納米顆粒形態控制、界面優化過程相結合的低成本、可規模化的技術路線仍是當前尚未解決的難題。
【發明內容】
[0005]本發明要解決的技術問題是針對目前LiFePO4正極材料存在的問題，提供一種界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料的製備方法，該方法用一種全新的思路實現LiFePO4納米顆粒的形態、界面結構的優化，以利於正極材料在使用過程中能夠充分發揮其固有的物理化學特性。
[0006]為解決上述技術問題，本發明技術方案是提供界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料的製備方法，包括以下步驟:
[0007](I)、將石墨烯和分子量在400?100000的水溶性聚合物按重量比為1:1加入水或有機溶劑中，攪拌得懸浮液；
[0008](2)、分別將含鐵源、磷源和鋰源的原料按摩爾比為1: (I?1.5): (2.7?3)溶於水或有機溶劑中，按順序加入到上述懸浮液中，攪拌均勻後在180°C條件下反應2?24小時，冷卻至室溫，收集沉澱，用水或乙醇洗滌，乾燥得石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒；
[0009](3)將石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒於惰性氣體氛圍下650°C炭化3?10小時，即可獲得界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料粉末。
[0010]所述的石墨烯是一種晶格結構完整、過濾成膜後的薄膜電導率大於100S/m的10層以內或厚度小於3nm的二維碳膜。
[0011]所述的水溶性聚合物是聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯亞胺(PEI)、聚丙烯醯胺(PAM)、聚丙烯酸(PAA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙二醇(PEG)或聚丙烯腈(PAN)。
[0012]所述的有機溶劑是乙二醇或乙醇。
[0013]所述的含鐵源的原料為硫酸亞鐵、氯化亞鐵、醋酸亞鐵或其含有結晶水的化合物。
[0014]所述的含鋰源的原料為氫氧化鋰、氯化鋰、醋酸鋰或其含有結晶水的化合物。
[0015]所述的含磷源的原料為質量濃度大於60%的濃磷酸或磷酸二氫銨。
[0016]所述的順序是指:先加入含鋰源的原料，再加入含磷源的原料，最後加入含鐵源的原料；或者先加入含鐵源的原料，再加入含磷源的原料，最後加入含鋰源的原料。
[0017]所述的石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒中LiFePO4所佔的比重(即LiFePO4的質量分數)為:80wt % ?95wt %。
[0018]本發明採用協同自組織技術，將聚合物作為碳源前驅體，以實現對磷酸鐵鋰納米顆粒形態尺寸的調控；進而利用溶液相分離技術將聚合物修飾的磷酸鐵鋰納米顆粒沉積於石墨烯表面；高溫炭化後獲得的石墨烯-磷酸鐵鋰複合材料具有極高的正極活性材料比表面積。與傳統導電顆粒與磷酸鐵鋰直接進行物理混合搭建導電通路的原理不同，本發明製備的石墨烯-磷酸鐵鋰複合正極材料界面之間通過聚合物炭化形成的強耦合連接可顯著改善電極內部的電荷傳輸效率，進而實現鋰電池正極材料性能的顯著改善。
[0019]本發明將製備好的LiFePO4納米顆粒在惰性氣體氛圍下高溫處理，使原本形成的不完善晶格結構進一步完善。同時，高溫處理將輔助LiFePO4納米顆粒沉積的聚合物轉化為部分包覆在納米顆粒表面的碳塗層，以實現二者之間的強耦合界面，促進電荷傳輸效率，改善正極材料的內部電導率以及最終的鋰離子電池宏觀性能。為確保LiFePO4晶格結構中有利於鋰離子擴散的通道形成，炭化溫度控制在650°C，且在惰性氣體氛圍中完成，炭化時間為3?10小時。
[0020]石墨烯一方面避免了 LiFePO4納米顆粒形成聚集,另一方面也為改善LiFePO4納米顆粒的導電性提供了有效途徑，尤其是二者之間的強耦合界面允許電極有更高的電荷傳輸效率，能夠降低正極的內部電阻。與傳統碳膜包覆技術不同，本發明的LiFePO4納米顆粒是通過強耦合界面鑲嵌在石墨烯表面，且與石墨烯能夠通過部分包覆的多孔碳塗層形成緊密接觸，LiFePO4納米顆粒有更多的鋰離子可進入比表面積，降低的顆粒尺寸使得鋰離子在充放電過程中有更短的擴散距離(相對於聚集的納米顆粒和微米顆粒而言)，因而，將顯著改善LiFePO4正極的充放電速度以及倍率和循環性能。
[0021]與現有技術相比，本發明具有以下優點:
[0022](I)石墨烯是高度導電的二維納米晶體材料，其導電性能顯著優於有機分子炭化後形成的碳膜。而且，其巨大的比表面積對於液相沉積納米尺寸的LiFePO4顆粒具有良好的誘導效應。與現有技術採用石墨烯對LiFePCM顆粒進行包覆不同(石墨烯包裹著彼此聚集在一起的納米顆粒)，沉積在石墨烯表面的LiFePO4納米顆粒是單個分離的,具有更大的可進入活性比表面積，有利於改善鋰離子的擴散效率，提高正極材料的倍率和循環壽命。
[0023](2)LiFePO4納米顆粒與石墨烯之間的強耦合界面不僅促進了電極充放電過程中的電荷轉移速度，也可強化電極材料的結構穩定性，避免因操作過程造成的納米顆粒脫落和聚集。
[0024](3)相比於昂貴的乙炔黑和碳納米管，石墨烯具有良好的價格優勢，而且，本發明製備的石墨烯-LiFePO4納米複合材料可實現石墨烯顆粒級別上的分散均勻性，即通過流體誘導方式成膜後可形成緻密的堆積，有助於提高正極材料的堆積密度，改善電極的比容量。
【具體實施方式】
[0025]下面通過【具體實施方式】對發明作進一步說明。此處所描述的【具體實施方式】僅以解釋發明，並不用於限定本發明的保護範圍。
[0026]實施例1:
[0027](I)、將石墨烯和聚乙烯亞胺(PEI)按重量比為1:1加入乙二醇中，攪拌得懸浮液；
[0028](2)、將2.7摩爾份L1H.H2O加入到上述懸浮液中，攪拌均勻後，緩慢加入1.5摩爾份H3PO4進行酸鹼中和反應，攪拌I小時後加入I摩爾份FeSO4.7Η20的乙二醇溶液，攪拌30min後轉入高壓反應釜中，在180°C條件下反應10小時，冷卻至室溫，收集沉澱，用乙醇洗漆、乾燥，得到石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒；
[0029](3)將石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒於氬氣氛圍下650°C炭化3小時，即可獲得黑色的界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料粉末。
[0030]性能測試:將上述製備的正極材料粉末與5wt%聚偏二氟乙烯(PVDF)在有機溶劑N-甲基吡咯烷酮(NMP)中混合均勻，然後將其均勻塗潰於銅箔表面，並於65°C下乾燥5小時。之後，上述電極進一步被壓實、並於120°C真空乾燥10小時。將上述電極、液體電解質(1M 1^?^溶解於體積比為1:1的碳酸乙烯酯和碳酸二甲酯混合溶劑中)、微孔聚丙烯隔離膜和金屬鋰負極於氬氣填充的手套箱中組裝成電池。選擇充電速度0.5庫侖，在2.3?4.2V電壓範圍和各种放電速度下進行電池性能測試。測得上述正極材料在0.1庫倫時放電容量165mAh/g,當電流密度增加至20庫倫時,放電容量逐步降低,但當電流密度再次返回至0.1庫侖時，放電容量仍保留99%以上。
[0031]實施例2:
[0032](I)、將石墨烯和聚乙烯亞胺(PEI)按重量比為1:1加入乙二醇中，攪拌得懸浮液；
[0033](2)、將I摩爾份FeSO4.7Η20的乙二醇溶液加入到上述懸浮液中，攪拌下緩慢加入1.5摩爾份H3PO4進行酸鹼中和反應，攪拌I小時後加入2.7摩爾份L1H.Η20的乙二醇溶液，攪拌30min，得到粘稠的黑色懸浮液，將黑色懸浮液轉入高壓反應釜中，在180°C條件下反應10小時，冷卻至室溫，收集黑色沉澱，用去離子水或乙醇洗滌、乾燥，得到石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒；
[0034](3)將石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒於氬氣氛圍下650°C炭化3小時，即可獲得黑色的界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料粉末。
[0035]性能測試:將上述製備的正極粉末用與實施例1相同的電池組裝和測量方法進行性能測試，測得電極材料在0.1庫侖電流密度下放電容量為138mAh/g，且經過高電流密度充放電後仍有98%以上的容量保留。
[0036]實施例3:
[0037](I)、將石墨烯和聚甲基吡咯烷酮(PVP)按重量比為1:1加入去離子水中，攪拌得穩定的均相懸浮液；
[0038](2)、將I摩爾份FeSO4.7Η20的水溶液加入到上述懸浮液中，攪拌下緩慢加入I摩爾份H3PO4，攪拌30min後加入3摩爾份L1H的水溶液，在180°C條件下進行劇烈攪拌反應2小時，冷卻至室溫，過濾，得到共沉澱前驅體，用去離子水洗滌後再在80°C條件下乾燥，得到石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒；
[0039](3)將石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒於氮氣氛圍下650°C炭化10小時，即可獲得黑色的界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料粉末。
[0040]性能測試:將上述製備的正極粉末用與實施例1相同的電池組裝和測量方法進行性能測試，測得電極材料在0.1庫侖電流密度下放電容量為159mAh/g，且經過高電流密度充放電後仍有99%以上的容量保留。
[0041]實施例4:
[0042](I)、將石墨烯和聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)按重量比為1:1加入乙二醇中，攪拌得懸浮液；
[0043](2)、將2.7摩爾份L1H.H2O加入到上述懸浮液中，攪拌均勻後，緩慢加入1.5摩爾份H3PO4進行酸鹼中和反應，攪拌I小時後加入I摩爾份FeSO4.7Η20的乙二醇溶液，攪拌30min後轉入高壓反應釜中，在180°C條件下反應10小時，冷卻至室溫，收集沉澱，用去離子水或乙醇洗漆、乾燥,得到石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒；
[0044](3)將石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒於氬氣氛圍下650°C炭化3小時，即可獲得黑色的界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料粉末。
[0045]性能測試:將上述製備的正極粉末用與實施例1相同的電池組裝和測量方法進行性能測試，測得電極材料在0.1庫侖電流密度下放電容量為160mAh/g，且經過高電流密度充放電後仍有99%以上的容量保留。
[0046]實施例5:
[0047](I)、將石墨烯和聚丙烯醯胺(PAM)按重量比為1:1加入乙二醇中，攪拌得懸浮液；
[0048](2)、將2.7摩爾份L1H.H2O加入到上述懸浮液中，攪拌均勻後，緩慢加入1.5摩爾份H3PO4進行酸鹼中和反應，攪拌I小時後加入I摩爾份FeSO4.7Η20的乙二醇溶液，攪拌30min後轉入高壓反應釜中，在180°C條件下反應10小時，冷卻至室溫，收集沉澱，用去離子水或乙醇洗漆、乾燥,得到石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒；
[0049](3)將石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒於氬氣氛圍下650°C炭化3小時，即可獲得黑色的界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料粉末。
[0050]性能測試:將上述製備的正極粉末用與實施例1相同的電池組裝和測量方法進行性能測試，測得電極材料在0.1庫侖電流密度下放電容量為151mAh/g，且經過高電流密度充放電後仍有99%以上的容量保留。
[0051]實施例6:
[0052](I)、將石墨烯和聚乙烯亞胺(PEI)按重量比為1:1加入去離子水中，攪拌得穩定的均相懸浮液；
[0053](2)、將I摩爾份FeSO4.7Η20的水溶液加入到上述懸浮液中，攪拌下緩慢加入I摩爾份H3PO4，攪拌30min後加入3摩爾份L1H的水溶液，在180°C條件下劇烈攪拌反應2小時，冷卻至室溫，過濾，得到共沉澱前驅體，用去離子水洗滌後再在80°C條件下乾燥，得到石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒；
[0054](3)將石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒於氬氣氛圍下650°C炭化10小時，即可獲得黑色的界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料粉末。
[0055]性能測試:將上述製備的正極粉末用與實施例1相同的電池組裝和測量方法進行性能測試，測得電極材料在0.1庫侖電流密度下放電容量為158mAh/g，且經過高電流密度充放電後仍有99%以上的容量保留。
[0056]實施例7:
[0057](I)、將石墨烯和聚丙烯醯胺(PAM)按重量比為1:1加入去離子水中，攪拌得穩定的均相懸浮液；
[0058](2)、將I摩爾份FeSO4.7Η20的水溶液加入到上述懸浮液中，攪拌下緩慢加入I摩爾份H3PO4，攪拌30min後加入3摩爾份L1H的水溶液，在180°C條件下劇烈攪拌反應2小時，冷卻至室溫，過濾，得到共沉澱前驅體，用去離子水洗滌後再在80°C條件下乾燥，得到石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒；
[0059](3)將石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒於氬氣氛圍下650°C炭化10小時，即可獲得黑色的界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料粉末。
[0060]性能測試:將上述製備的正極粉末用與實施例1相同的電池組裝和測量方法進行性能測試，測得電極材料在0.1庫侖電流密度下放電容量為157mAh/g，且經過高電流密度充放電後仍有99%以上的容量保留。
[0061]實施例8:
[0062](I)、將0.5g石墨烯和0.5g聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)加入40mL鹼性去離子水(pH=10)中，攪拌得穩定的均相懸浮液；
[0063](2)、將27g六水氯化鐵(FeCl3.6H20)和12g磷酸二氫銨(NH4H2PO4)加入到上述懸浮液中，室溫攪拌2小時後，離心分離，並用去離子水和乙醇洗滌多次，於65°C空氣中乾燥5小時，得到沉積於石墨烯表面的無定型二水磷酸鐵(FePO4.2H20)粉末；
[0064](3)取 1.87g 上述二水磷酸鐵(FePO4.2Η20)粉末、0.78g 二水氯化鋰(LiCl.2Η20)和2mL肼的水溶液(1.6M)分散於20mL乙醇中，攪拌均勻後加入50mL含聚四氟乙烯內襯的不鏽鋼水熱釜中，於180°C反應24小時後冷卻至室溫，過濾洗滌後，於65°C下乾燥，得晶體結構有待完善的石墨烯-LiFePO4複合納米粉末；
[0065](4)將石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒於氮氣氛圍下650°C炭化10小時，即可獲得黑色的界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料粉末。
[0066]性能測試:將上述製備的正極粉末用與實施例1相同的電池組裝和測量方法進行性能測試，測得電極材料在0.1庫侖電流密度下放電容量為158mAh/g，且經過高電流密度充放電後仍有99%以上的容量保留。
[0067]實施例9:
[0068](I)、將0.5g石墨烯和0.5g聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)加入40mL去離子水和乙醇的混合溶劑中(水和乙醇的體積比為1:1)，攪拌得穩定的均相懸浮液；
[0069](2)、將8.7g醋酸亞鐵(Fe (C2H3O2)2)和3.3g醋酸鋰(LiC2H3O2)加入到上述懸浮液中，攪拌3小時後，加入6g質量濃度在60 %以上的濃磷酸，攪拌6小時後，過濾、並用水和乙醇洗滌，於65°C下乾燥，得石墨烯-LiFePO4複合納米粉末；
[0070](3)將石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒於氮氣氛圍下650°C炭化10小時，即可獲得黑色的界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料粉末。
[0071]性能測試:將上述製備的正極粉末用與實施例1相同的電池組裝和測量方法進行性能測試，測得電極材料在0.1庫侖電流密度下放電容量為157mAh/g，且經過高電流密度充放電後仍有98%以上的容量保留。
[0072]實施例10:
[0073](I)、將石墨烯加入乙二醇中，攪拌得懸浮液；
[0074](2)、將2.7摩爾份L1H.H2O加入到上述懸浮液中，攪拌均勻後，緩慢加入1.5摩爾份H3PO4進行酸鹼中和反應，攪拌I小時後加入I摩爾份FeSO4.7Η20的乙二醇溶液，攪拌30min後轉入高壓反應釜中，在180°C條件下反應10小時，冷卻至室溫，收集沉澱，用去離子水或乙醇洗漆、乾燥,得到石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒；
[0075](3)將石墨烯-LiFePO4複合納米顆粒於氬氣氛圍下650°C炭化3小時，即可獲得黑色的界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料粉末。
[0076]性能測試:將上述製備的正極粉末用與實施例1相同的電池組裝和測量方法進行性能測試，測得電極材料在0.1庫侖電流密度下放電容量為131mAh/g，且經過高電流密度充放電後有90 %的容量保留。
[0077]實施例11:
[0078](I)、將聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)加入乙二醇中，攪拌得懸浮液；
[0079](2)、將2.7摩爾份L1H.H2O加入到上述懸浮液中，攪拌均勻後，緩慢加入1.5摩爾份H3PO4進行酸鹼中和反應，攪拌I小時後加入I摩爾份FeSO4.7Η20的乙二醇溶液，攪拌30min後轉入高壓反應釜中，在180°C條件下反應10小時，冷卻至室溫，收集沉澱，用去離子水或乙醇洗滌、乾燥，得到PVP-LiFePO4複合納米顆粒；
[0080](3)將PVP-LiFePO4複合納米顆粒於氬氣氛圍下650°C炭化3小時，即可獲得黑色的界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料粉末。
[0081]性能測試:將上述製備的正極粉末用與實施例1相同的電池組裝和測量方法進行性能測試，測得電極材料在0.1庫侖電流密度下放電容量為101mAh/g，且經過高電流密度充放電後仍有82 %的容量保留。
[0082]需要說明的是:實施例10和實施例11都是對比例，目的在於用實例證明本發明製備的界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料與其它磷酸鐵鋰複合材料(只含有石墨烯或只含有聚合物)相比具有明顯優勢。
【權利要求】
1.一種界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料的製備方法，其特徵在於，包括以下步驟: (1)、將石墨烯和分子量在400?100000的水溶性聚合物按重量比為1:1加入水或有機溶劑中，攪拌得懸浮液； (2)、分別將含鐵源、磷源和鋰源的原料按摩爾比為1: (1?1.5): (2.7?3)溶於水或有機溶劑中，按順序加入到上述懸浮液中，攪拌均勻後在1801條件下反應2?24小時，冷卻至室溫，收集沉澱，用水或乙醇洗滌，乾燥得石墨烯41？6？04複合納米顆粒； (3)將石墨烯41？6？04複合納米顆粒於惰性氣體氛圍下6501炭化3?10小時，即可獲得界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料粉末； 所述的有機溶劑是乙二醇或乙醇； 所述的順序是指:先加入含鋰源的原料，再加入含磷源的原料，最後加入含鐵源的原料；或者先加入含鐵源的原料，再加入含磷源的原料，最後加入含鋰源的原料。
2.根據權利要求1所述的一種界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料的製備方法，其特徵在於:所述的含磷源的原料為質量濃度大於60%的濃磷酸或磷酸二氫銨。
3.根據權利要求1所述的一種界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料的製備方法，其特徵在於:所述的含鐵源的原料為硫酸亞鐵、氯化亞鐵、醋酸亞鐵或其含有結晶水的化合物。
4.根據權利要求1所述的一種界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料的製備方法，其特徵在於:所述的含鋰源的原料為氫氧化鋰、氯化鐵、醋酸鋰或其含有結晶水的化合物。
5.根據權利要求1所述的一種界面強耦合石墨烯-磷酸鐵鋰納米複合正極材料的製備方法，其特徵在於:所述的水溶性聚合物是聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯亞胺、聚丙烯醯胺、聚丙烯酸、聚乙烯醇、聚乙二醇或聚丙烯腈。
【文檔編號】H01M4/36GK104393265SQ201410735954
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年12月4日 優先權日:2014年12月4日
【發明者】張桂萍 申請人:張桂萍