煅燒60分鐘，隨爐冷卻得到碳-石墨烯雙重修飾的磷酸鐵鋰正極材料，其振實密度達到1.75g/cm3。
[0024]實施例3:
[0025]a.一次噴霧干燥制備內核材料:以硝酸鋰、醋酸亞鐵、磷酸二氫鋰為原料，按照化學計量比配料，置于氧化石墨烯分散液(其中內含氧化石墨烯量為磷酸鐵鋰質量的7%)中，加入檸檬酸為配位劑(其摩爾量為金屬離子總摩爾量的I倍)，調節(jié)PH值為4，攪拌5小時后，在150°C下噴霧干燥，然后將所得粉末在氬氣氣氛中于750°C煅燒10小時，冷卻研細，得到石墨烯修飾的磷酸鐵鋰內核材料。
[0026]b.二次噴霧干燥制備核殼結構的正極材料:將適量水楊糖(其所含碳的質量是內核材料質量的8%)溶于去尚子水中，加入內核材料，超聲分散均勻后進行150°C噴霧干燥，所得粉末在氬氣中500°C煅燒300分鐘，隨爐冷卻得到碳-石墨烯雙重修飾的磷酸鐵鋰正極材料，其振實密度達到1.71g/cm3。
[0027]實施例4:
[0028]a.一次噴霧干燥制備內核材料:以草酸鋰、硝酸鐵、磷酸三銨為原料，按照化學計量比配料，置于氧化石墨烯分散液(其中內含氧化石墨烯量為磷酸鐵鋰質量的10%)中，加入檸檬酸為配位劑(其摩爾量為金屬離子總摩爾量的I倍)，調節(jié)PH值為6，攪拌2小時后，在250°C下噴霧干燥，然后將所得粉末在氬氣氣氛中于900°C煅燒3小時，冷卻研細，得到石墨烯修飾的磷酸鐵鋰內核材料。
[0029]b.二次噴霧干燥制備核殼結構的正極材料:將適量果糖(其所含碳的質量是內核材料質量的20%)溶于去離子水中，加入內核材料，超聲分散均勻后進行250°C噴霧干燥，所得粉末在氬氣中600°C煅燒240分鐘，隨爐冷卻得到碳-石墨烯雙重修飾的磷酸鐵鋰正極材料，其振實密度達到1.52g/cm3。
[0030]實施例5:
[0031]a.一次噴霧干燥制備內核材料:以碳酸鋰、三氧化二鐵、磷酸為原料，按照化學計量比配料，置于氧化石墨烯分散液(其中氧化石墨烯量為磷酸鐵鋰質量的5%)中，加入檸檬酸為配位劑(其摩爾量為金屬離子總摩爾量的I倍)，調節(jié)pH值為3，攪拌5小時，在200°C下噴霧干燥，然后將所得粉末在氬氣氣氛中于800°C煅燒6小時，冷卻研細，得到石墨烯修飾的磷酸鐵鋰內核材料。
[0032]b.二次噴霧干燥制備核殼結構的正極材料:將適量蔗糖(其所含碳的質量是內核材料質量的15%)溶于去離子水中，加入內核材料，超聲分散均勻后進行200°C噴霧干燥，所得粉末在氬氣中750°C煅燒180分鐘，隨爐冷卻得到碳-石墨烯雙重修飾的磷酸鐵鋰正極材料，其振實密度達到1.66g/cm3。
[0033]利用上述方法制得的具有高振實密度的碳-石墨烯雙重修飾磷酸鐵鋰正極材料，其正極材料具有核殼型結構，內核為石墨烯修飾的磷酸鐵鋰顆粒，外殼為無定形碳。
[0034]上面對本發(fā)明的實施例作了詳細說明，上述實施方式僅為本發(fā)明的最優(yōu)實施例，但是本發(fā)明并不限于上述實施例，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。
【主權項】
1.一種碳-石墨烯雙重修飾磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于包括以下步驟: a.一次噴霧干燥制備內核:按磷酸鐵鋰的化學計量比稱取鐵源、磷源和鋰源，置于氧化石墨烯分散液中，氧化石墨烯量為磷酸鐵鋰質量的0.5%?10%，加入檸檬酸為配位劑，混合均勻，調節(jié)pH值為2?6之間，在100?250°C下噴霧干燥后于非氧化性氣氛中550?900°C燒結I?20小時，冷卻研細，得到石墨烯修飾的磷酸鐵鋰內核； b.二次噴霧干燥制備核殼結構的正極材料:稱取一定量步驟a制得的磷酸鐵鋰內核，稱取可溶于水的有機碳源，其稱取按其所含碳質量是磷酸鐵鋰內核質量的0.5?20%計算；將碳源溶于去離子水中，加入步驟a制得的石墨烯修飾的磷酸鐵鋰內核材料，均勻分散，在100?250°C噴霧干燥后于非氧化性氣氛中400?850°C燒結30?300分鐘，隨爐冷卻得到碳-石墨烯雙重修飾的磷酸鐵鋰材料。
2.如權利要求1所述的一種碳-石墨烯雙重修飾磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于鋰源為碳酸鋰、氫氧化鋰、乙酸鋰、硝酸鋰和草酸鋰中的一種。
3.如權利要求1所述的一種碳-石墨烯雙重修飾磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于鐵源為三氧化二鐵、磷酸鐵、草酸亞鐵、醋酸亞鐵和硝酸鐵中的一種。
4.如權利要求1所述的一種碳-石墨烯雙重修飾磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于磷源為磷酸三銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鋰和磷酸中的一種。
5.如權利要求1所述的一種碳-石墨烯雙重修飾磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于的碳源為葡萄糖、聚乙二醇、蔗糖、果糖和水楊酸中的一種或幾種。
6.如權利要求1所述的一種碳-石墨烯雙重修飾磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，其特征在于的非氧化性氣氛為氬氣氣氛或氬氫混合氣氛。
【專利摘要】本發(fā)明一種公開了一種碳-石墨烯雙重修飾磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，具體一次噴霧干燥制備內核和二次噴霧干燥制備核殼結構的正極材料兩大步驟。本發(fā)明采用液相法可以保證原料在分子水平的混合，克服了固相球磨法中成分混合不均勻的問題；采用噴霧干燥法也克服了常規(guī)干燥時凝膠偏析造成的產物成分不均勻問題。此方法制備的磷酸鐵鋰顆粒被碳-石墨烯雙重修飾，磷酸鐵鋰粒子均勻分散在碳導電網(wǎng)絡中，具有優(yōu)良的電子導電性和優(yōu)異的電化學性能；噴霧干燥法產物為球形，具有較高的振實密度，振實密度可達1.5～2.0g/cm3，加工性能良好，適用于制備高功率型鋰離子動力電池。
【IPC分類】H01M4-58, H01M4-62
【公開號】CN104600292
【申請?zhí)枴緾N201310524401
【發(fā)明人】岳鵬, 龐瑞卿, 馬銳, 沈健民, 曹炬
【申請人】北京萬源工業(yè)有限公司
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2013年10月30日