專利名稱：基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合材料的制備方法，尤其是涉及ー種基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法。
背景技術(shù)：
橄欖石型結(jié)構(gòu)的磷酸鐵鋰材料，因其價(jià)格低廉、無(wú)毒無(wú)公害且循環(huán)穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)自被發(fā)現(xiàn)以來(lái)就被認(rèn)為最具潛力的鋰離子電池的正極材料。磷酸鐵鋰的制備方法較多， 主要有固相法、水熱法、熔膠-凝膠法和共沉淀法。但是，作為鋰離子電池電極用磷酸鐵鋰 ー個(gè)潛在的問題就是導(dǎo)電性能差，從而導(dǎo)致其作為電極材料使用時(shí)電池的倍率性能差，無(wú)法充分的發(fā)揮其電化學(xué)性能。表面碳包覆是改善其導(dǎo)電性能的ー種主要辦法。目前，表面包覆碳的方法主要有兩種，一種是含碳物質(zhì)和原料以一定的比例混合煅燒，另ー種即在生成物的前軀體中加入含碳物質(zhì)，使其與之一起反應(yīng)。在磷酸鐵鋰中引入碳材料最初由Ravet 等人提出，他們?cè)诹姿徼F鋰前驅(qū)混合物中加入有機(jī)物，處理后得到碳包覆的磷酸鐵鋰復(fù)合材料。石墨烯具有ニ維晶格結(jié)構(gòu)，平面中的碳原子以Sp2雜化軌道相連組成六邊形晶格結(jié)構(gòu)，即碳原子通過(guò)很強(qiáng)的O鍵與相鄰的三個(gè)碳原子連接，C-C鍵使石墨烯具有很好的結(jié)構(gòu)剛性。剰余的ー個(gè)P電子軌道垂直于石墨烯平面，與周圍的原子形成η鍵，η電子在晶格中的離域化，使石墨烯具有良好的導(dǎo)電，室溫下平面上的電子遷移率為1. 5 X 104cm2/ V · s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電子在一般導(dǎo)體中的傳導(dǎo)速率，因而在微電子、航天軍エ、能量存儲(chǔ)裝置、納米電子器件、納米復(fù)合材料當(dāng)中有著廣闊的潛在應(yīng)用空間。磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料不僅可以通過(guò)石墨烯緩解磷酸鐵鋰顆粒在使用過(guò)程中產(chǎn)生的體積效應(yīng)，還可利用石墨烯的電子空穴對(duì)作為電子高速遷移的媒介。目前在磷酸鐵鋰/石墨烯混合物主要是通過(guò)物理?yè)诫s得到，即將制備好的磷酸鐵鋰和石墨烯直接混合。例如，在申請(qǐng)?zhí)枮?0091055316. 7和申請(qǐng)?zhí)枮?01010146161. 3的中國(guó)專利申請(qǐng)中都是采用的簡(jiǎn)單的物理?yè)诫s混合而成，而專利申請(qǐng)?zhí)枮?01110083171. 1的中國(guó)專利申請(qǐng)中公開了ー種磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料的制備方法，但該專利采用在磷酸鐵鋰前驅(qū)體上通過(guò)化學(xué)氣相沉積法生長(zhǎng)石墨烯的方法得到碳包覆材料，方法復(fù)雜，不易控制，且高溫通入氫氣安全性能差反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，不利于大規(guī)模的エ 業(yè)化生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供ー種新穎簡(jiǎn)捷，可批量生產(chǎn)的基于石墨烯包覆的橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料及其制備方法。本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)選用氧化石墨烯溶液原料，將鐵鹽、磷酸鹽、還原劑和表面活性劑加到氧化石墨烯溶液中，加入鋰鹽后得到前驅(qū)體母液，水熱或者溶劑熱后得到初級(jí)產(chǎn)物，經(jīng)洗滌、過(guò)濾、烘干后，在保護(hù)氣氛條件下的熱還原，獲得石墨烯包覆的橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料。
基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟(1)制備氧化石墨烯分散液室溫下，稱取氧化石墨烯加入到去離子水或者有機(jī)溶劑中，超聲10 60min，磁力攪拌10 30min，配制成氧化石墨烯溶液；(2)按以下質(zhì)量比稱量原料鐵鹽質(zhì)量為氧化石墨烯質(zhì)量的1 100倍，鋰鹽、鐵鹽和磷酸鹽的摩爾比為(1 3) (1 3) 1，還原劑的質(zhì)量為鐵鹽質(zhì)量的0. 5%; 表面活性劑的質(zhì)量為鋰鹽質(zhì)量的1 10倍；(3)在室溫磁力攪拌的情況下，把鐵鹽、磷酸鹽、還原劑和表面活性劑溶解在去離子水中并滴加到氧化石墨烯分散液中，再把鋰鹽溶解在去離子水中并滴加到上述混合溶液中，攪拌5 15min，移入高壓釜內(nèi)，120 180°C加熱1 M小時(shí)；(4)從高壓釜內(nèi)取出反應(yīng)物，在轉(zhuǎn)速為1000 lOOOOr/min下離心，然后用乙醇和去離子水交叉洗滌3 5次，再經(jīng)40 60°C真空干燥3 10h，在保護(hù)氣氛下在50(TC 1000°C，退火3 10小時(shí)，即制備得到基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料。步驟⑴中氧化石墨烯與去離子水配制得到的氧化石墨烯溶液的濃度為1 !Mg/ ml，氧化石墨烯與有機(jī)溶劑配制得到的氧化石墨烯溶液的濃度為1 5mg/ml。步驟(1)中所述的有機(jī)溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、95%乙醇或無(wú)水乙醇。所述的鐵鹽為硫酸亞鐵、硫酸鐵、三氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵、醋酸鐵、 醋酸亞鐵、草酸鐵、草酸亞鐵、檸檬酸鐵或硫酸亞鐵二銨中的一種或幾種任何比例的混合物，鐵鹽的濃度為0. 01 lmol/L。所述的磷酸鹽選自磷酸二氫銨、磷酸氫二銨或磷酸銨中的一種或幾種，磷酸鹽的濃度為0. 01 lmol/L。所述的鋰鹽選自氫氧化鋰、碳酸鋰或磷酸鋰中的一種或幾種，鋰鹽的濃度為 0. 01 lmol/L。所述的還原劑選自抗壞血酸、胼或硼氫化鈉中的一種或幾種。所述的表面活性劑為聚乙二醇、聚乙烯醇或十六烷基三甲基溴化銨中的一種或幾種。步驟中所述的保護(hù)氣氛為氮?dú)狻鍤狻錃饣蛘咂渲腥魏蝺烧呋蛉甙慈魏伪壤幕旌蠚饣蚨栊詺怏w與還原氣體的混合氣氛。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于在液相中原位合成橄欖石型結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料，復(fù)合材料中磷酸鐵鋰是在石墨烯表面原位生長(zhǎng)，不僅兩者間可以實(shí)現(xiàn)均勻的混合，并且具有較好的結(jié)合力，大大降低了磷酸鐵鋰與石墨烯間的接觸電阻，大大改善了材料本身的導(dǎo)電性能。


圖1為石墨烯包覆的磷酸鐵鋰復(fù)合材料的掃描電子顯微鏡(SEM)圖譜；圖2為石墨烯包覆的磷酸鐵鋰復(fù)合材料的X-射線衍射(XRD)圖譜。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1
準(zhǔn)確稱量0. 175g氧化石墨烯，量取35ml N, N-ニ甲基甲酰胺溶液，配成濃度為 5mg/ml的氧化石墨烯有機(jī)溶液；稱量1. 4g FeSO4 ·7Η20、0· 6g 85%的O-H3PO4溶液、3. 2g聚乙ニ醇和0. 12g抗壞血酸，一起溶解在IOmL去離子水中，然后加到氧化石墨烯有機(jī)溶液中， 獲得混合溶液1 ；將0. 64g LiOH -H2O溶解到5mL去離子水中，并加入上述混合液1中，獲得混合溶液2 ；把混合溶液2加入到高壓釜中，在180°C下反應(yīng)15h，并經(jīng)過(guò)離心，洗滌，60°C真空干燥4h獲得初級(jí)產(chǎn)品，將此初級(jí)產(chǎn)品在700°C高純氬氣保護(hù)下退火IOh得到復(fù)合材料。實(shí)施例2準(zhǔn)確稱量0. 105g氧化石墨烯，量取35ml去離子水，配成濃度為3mg/ml的氧化石墨烯水溶液；稱量0. 7g FeSO4 · 7Η20、0· 3g 85%的O-H3PO4溶液、1. 6g聚乙ニ醇和0. 06g抗壞血酸一起溶解在IOmL去離子水中，然后加到氧化石墨烯有機(jī)溶液中，獲得混合溶液1 ；將 0. 32g LiOH · H2O溶解到5mL去離子水中，并加入上述混合液1中，獲得混合溶液2 ；把混合溶液2加入到高壓釜中，在180°C下反應(yīng)10h，并經(jīng)過(guò)離心，洗滌，40°C真空干燥IOh獲得初級(jí)產(chǎn)品，將此初級(jí)產(chǎn)品在1000°C高純氬氣保護(hù)下退火池得到復(fù)合材料。實(shí)施例3準(zhǔn)確稱量0.035g氧化石墨烯，稱取35ml N, N-ニ甲基甲酰胺溶液，配成濃度為 lmg/ml的氧化石墨烯有機(jī)溶液；稱量0. 35g FeS04 ·7Η20、0. 15g 85%的0-Η3Ρ04溶液、0. 8g 聚乙ニ醇和0. 03g抗壞血酸，一起溶解在IOmL去離子水中，然后加到氧化石墨烯有機(jī)溶液中，獲得混合溶液1 ；將0. 16g LiOH · H20溶解到5mL去離子水中，并加入上述混合液1中， 獲得混合溶液2 ；把混合溶液2加入到高壓釜中，在180°C下反應(yīng)12h，并經(jīng)過(guò)離心，洗滌， 40°C真空干燥IOh獲得初級(jí)產(chǎn)品，將此初級(jí)產(chǎn)品并在500°C高純氬氣保護(hù)下退火他得到復(fù)合材料。實(shí)施例4準(zhǔn)確稱量0. 035g氧化石墨烯，稱取35ml無(wú)水乙醇溶液，配成濃度為lmg/ml的氧化石墨烯有機(jī)溶液；稱量0. 035g FeS04 ·7Η20、0. 015g 85%的0-H3P04溶液、0. 08g聚乙ニ 醇和0. 003g抗壞血酸，一起溶解在IOmL去離子水中，然后加到氧化石墨烯有機(jī)溶液中，獲得混合溶液1 ；將0. 016g LiOH · H20溶解到5mL去離子水中，并加入上述混合液1中，獲得混合溶液2 ；把混合溶液2加入到高壓釜中，在180°C下反應(yīng)8h，并經(jīng)過(guò)離心，洗滌，40°C真空干燥他獲得初級(jí)產(chǎn)品，將此初級(jí)產(chǎn)品700°C高純氬氣保護(hù)下退火證得到復(fù)合材料。實(shí)施例5準(zhǔn)確稱量0.035g氧化石墨烯，量取35ml N，N-ニ甲基甲酰胺溶液，配成濃度為 lmg/ml的氧化石墨烯有機(jī)溶液；稱量3. 5g FeSO4 ·7Η20、0· 6g 85%的O-H3PO4溶液、6. 4g聚乙烯醇和0. 12g抗壞血酸，一起溶解在IOmL去離子水中，然后加到氧化石墨烯有機(jī)溶液中， 獲得混合溶液1 ；將0. 64g LiOH -H2O溶解到5mL去離子水中，并加入上述混合液1中，獲得混合溶液2 ；把混合溶液2加入到高壓釜中，在180°C下反應(yīng)15h，并經(jīng)過(guò)離心，洗滌，60°C真空干燥4h獲得初級(jí)產(chǎn)品，將此初級(jí)產(chǎn)品在700°C高純氬氣保護(hù)下退火IOh得到復(fù)合材料。實(shí)施例6準(zhǔn)確稱量0. 035g氧化石墨烯，量取35ml N, N- 一二甲基甲酰胺溶液，配成濃度為 lmg/ml的氧化石墨烯有機(jī)溶液；稱量1. 4g FeSO4 · 7Η20、0· 6g 85%的O-H3PO4溶液、0. 64g 十六烷基三甲基溴化銨和0. 175g硼氫化鈉，一起溶解在IOmL去離子水中，然后加到氧化石墨烯有機(jī)溶液中，獲得混合溶液1 ；將0. 64g LiOH · H2O溶解到5mL去離子水中，并加入上述混合液1中，獲得混合溶液2 ；把混合溶液2加入到高壓釜中，在180°C下反應(yīng)15h，并經(jīng)過(guò)離心，洗滌，60°C真空干燥4h獲得初級(jí)產(chǎn)品，將此初級(jí)產(chǎn)品在700°C高純氬氣保護(hù)下退火 IOh得到復(fù)合材料。實(shí)施例7準(zhǔn)確稱量0.035g氧化石墨烯，量取35ml N，N-二甲基甲酰胺溶液，配成濃度為 lmg/ml的氧化石墨烯有機(jī)溶液；稱量1. 4g FeSO4 · 7Η20、0· 6g 85%的O-H3PO4溶液、0. 64g 十六烷基三甲基溴化銨和0.0014g胼，一起溶解在IOmL去離子水中，然后加到氧化石墨烯有機(jī)溶液中，獲得混合溶液1 ；將0. 64g LiOH -H2O溶解到5mL去離子水中，并加入上述混合液1中，獲得混合溶液2 ；把混合溶液2加入到高壓釜中，在180°C下反應(yīng)15h，并經(jīng)過(guò)離心， 洗滌，60°C真空干燥4h獲得初級(jí)產(chǎn)品，將此初級(jí)產(chǎn)品在700°C高純氬氣保護(hù)下退火IOh得到復(fù)合材料。實(shí)施例8準(zhǔn)確稱量0.035g氧化石墨烯，量取35ml N，N-二甲基甲酰胺溶液，配成濃度為 lmg/ml的氧化石墨烯有機(jī)溶液；稱量1. 4g FeSO4 · 7Η20、0· 6g 85%的O-H3PO4溶液、0. 64g 十六烷基三甲基溴化銨和0.0014g胼，一起溶解在IOmL去離子水中，然后加到氧化石墨烯有機(jī)溶液中，獲得混合溶液1 ；將0. 64g LiOH -H2O溶解到5mL去離子水中，并加入上述混合液1中，獲得混合溶液2 ；把混合溶液2加入到高壓釜中，在120°C下反應(yīng)20h，并經(jīng)過(guò)離心， 洗滌，60°C真空干燥4h獲得初級(jí)產(chǎn)品，將此初級(jí)產(chǎn)品在700°C高純氮?dú)獗Ｗo(hù)下退火IOh得到復(fù)合材料。實(shí)施例9基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟(1)制備氧化石墨烯分散液室溫下，稱取氧化石墨烯加入到去離子水中，濃度為 lmg/ml，超聲lOmin，磁力攪拌lOmin，配制成氧化石墨烯溶液；(2)按以下質(zhì)量比稱量原料硫酸亞鐵質(zhì)量為氧化石墨烯質(zhì)量的1倍，碳酸鋰、硫酸亞鐵和磷酸二氫銨的摩爾比為1 1 1，鐵鹽的濃度為O.Olmol/L，磷酸鹽的濃度為 0. Olmol/L，鋰鹽的濃度為0. Olmol/L，還原劑抗壞血酸的質(zhì)量為硫酸亞鐵質(zhì)量的0. ；表面活性劑聚乙二醇的質(zhì)量為碳酸鋰質(zhì)量的1倍；(3)在室溫磁力攪拌的情況下，把硫酸亞鐵、磷酸二氫銨、還原劑抗壞血酸和表面活性劑聚乙二醇溶解在去離子水中并滴加到氧化石墨烯分散液中，再把碳酸鋰溶解在去離子水中并滴加到上述混合溶液中，攪拌5min，移入高壓釜內(nèi)，120°C加熱1小時(shí)；(4)從高壓釜內(nèi)取出反應(yīng)物，在轉(zhuǎn)速為lOOOr/min下離心，然后用乙醇和去離子水交叉洗滌3次，再經(jīng)40°C真空干燥池，在氮?dú)獗Ｗo(hù)氣氛下在500°C，退火3小時(shí)，即制備得到基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料。實(shí)施例10基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟(1)制備氧化石墨烯分散液室溫下，稱取氧化石墨烯加入到去離子水中，濃度為 3mg/ml，超聲30min，磁力攪拌20min，配制成氧化石墨烯溶液；(2)按以下質(zhì)量比稱量原料三氯化鐵質(zhì)量為氧化石墨烯質(zhì)量的10倍，磷酸鋰、三氯化鐵和磷酸銨的摩爾比為2 3 1，鐵鹽的濃度為0.05mol/L，磷酸鹽的濃度為 0. 08mol/L，鋰鹽的濃度為0. lmol/L，還原劑硼氫化鈉的質(zhì)量為鐵鹽質(zhì)量的2%；表面活性劑聚乙烯醇的質(zhì)量為鋰鹽質(zhì)量的3倍；(3)在室溫磁力攪拌的情況下，把三氯化鐵、磷酸銨、還原劑硼氫化鈉和表面活性劑聚乙烯醇溶解在去離子水中并滴加到氧化石墨烯分散液中，再把磷酸鋰溶解在去離子水中并滴加到上述混合溶液中，攪拌lOmin，移入高壓釜內(nèi)，150°C加熱6小時(shí)；(4)從高壓釜內(nèi)取出反應(yīng)物，在轉(zhuǎn)速為5000r/min下離心，然后用乙醇和去離子水交叉洗滌4次，再經(jīng)50°C真空干燥釙，在氮?dú)夂蜌鍤獾谋Ｗo(hù)氣氛下在800°C，退火5小時(shí)，即制備得到基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料。實(shí)施例11基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟(1)制備氧化石墨烯分散液室溫下，稱取氧化石墨烯加入到N，N- ニ甲基甲酰胺中，濃度為lmg/ml，超聲40min，磁力攪拌15min，配制成氧化石墨烯溶液；(2)按以下質(zhì)量比稱量原料硝酸鐵質(zhì)量為氧化石墨烯質(zhì)量的10倍，氫氧化鋰、硝酸鐵和磷酸銨的摩爾比為1 3 1，鐵鹽的濃度為0. lmol/L，磷酸鹽的濃度為0.5mol/L， 鋰鹽的濃度為0. 2mol/L，還原劑硼氫化鈉的質(zhì)量為鐵鹽質(zhì)量的2%;表面活性劑聚乙烯醇的質(zhì)量為鋰鹽質(zhì)量的6倍；(3)在室溫磁力攪拌的情況下，把鐵鹽、磷酸鹽、還原劑和表面活性劑溶解在去離子水中并滴加到氧化石墨烯分散液中，再把鋰鹽溶解在去離子水中并滴加到上述混合溶液中，攪拌lOmin，移入高壓釜內(nèi)，150°C加熱18小時(shí)；(4)從高壓釜內(nèi)取出反應(yīng)物，在轉(zhuǎn)速為8000r/min下離心，然后用乙醇和去離子水交叉洗滌4次，再經(jīng)60°C真空干燥10h，在保護(hù)氣氛下在800°C，退火8小吋，即制備得到基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料。實(shí)施例12基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟(1)制備氧化石墨烯分散液室溫下，稱取氧化石墨烯加入到無(wú)水乙醇中，濃度為 5mg/ml，超聲60min，磁力攪拌30min，配制成氧化石墨烯溶液；(2)按以下質(zhì)量比稱量原料草酸亞鐵質(zhì)量為氧化石墨烯質(zhì)量的100倍，氫氧化鋰、草酸亞鐵和磷酸ニ氫銨的摩爾比為3 2 1，鐵鹽的濃度為lmol/L，磷酸鹽的濃度為 lmol/L，鋰鹽的濃度為lmol/L，還原劑抗壞血酸的質(zhì)量為鐵鹽質(zhì)量的5% ；表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨的質(zhì)量為鋰鹽質(zhì)量的10倍；(3)在室溫磁力攪拌的情況下，把草酸亞鐵、磷酸ニ氫銨、還原劑和表面活性劑溶解在去離子水中并滴加到氧化石墨烯分散液中，再把鋰鹽溶解在去離子水中并滴加到上述混合溶液中，攪拌15min，移入高壓釜內(nèi)，180°C加熱24小時(shí)；(4)從高壓釜內(nèi)取出反應(yīng)物，在轉(zhuǎn)速為lOOOOr/min下離心，然后用乙醇和去離子水交叉洗滌5次，再經(jīng)60°C真空干燥10h，在保護(hù)氣氛下在1000°C，退火10小吋，即制備得到基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1.基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟(1)制備氧化石墨烯分散液室溫下，稱取氧化石墨烯加入到去離子水或者有機(jī)溶劑中，超聲10 60min，磁力攪拌10 30min，配制成氧化石墨烯溶液；(2)按以下質(zhì)量比稱量原料鐵鹽質(zhì)量為氧化石墨烯質(zhì)量的1 100倍，鋰鹽、鐵鹽和磷酸鹽的摩爾比為(1 幻(1 幻1，還原劑的質(zhì)量為鐵鹽質(zhì)量的0. 5% ；表面活性劑的質(zhì)量為鋰鹽質(zhì)量的1 10倍；(3)在室溫磁力攪拌的情況下，把鐵鹽、磷酸鹽、還原劑和表面活性劑溶解在去離子水中并滴加到氧化石墨烯分散液中，再把鋰鹽溶解在去離子水中并滴加到上述混合溶液中， 攪拌5 15min，移入高壓釜內(nèi)，120 180°C加熱1 24小時(shí)；(4)從高壓釜內(nèi)取出反應(yīng)物，在轉(zhuǎn)速為1000 lOOOOr/min下離心，然后用乙醇和去離子水交叉洗滌3 5次，再經(jīng)40 60°C真空干燥3 10h，在保護(hù)氣氛下在500°C 1000°C， 退火3 10小時(shí)，即制備得到基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于，步驟(1)中氧化石墨烯與去離子水配制得到的氧化石墨烯溶液的濃度為1 3mg/ml，氧化石墨烯與有機(jī)溶劑配制得到的氧化石墨烯溶液的濃度為1 5mg/ml。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述的有機(jī)溶劑為N，N-二甲基甲酰胺、95%乙醇或無(wú)水乙醇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于，所述的鐵鹽為硫酸亞鐵、硫酸鐵、三氯化鐵、氯化亞鐵、硝酸鐵、硝酸亞鐵、醋酸鐵、醋酸亞鐵、草酸鐵、草酸亞鐵、檸檬酸鐵或硫酸亞鐵二銨中的一種或幾種任何比例的混合物，鐵鹽的濃度為0. 01 lmol/L。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的磷酸鹽選自磷酸二氫銨、磷酸氫二銨或磷酸銨中的一種或幾種，磷酸鹽的濃度為0. 01 lmol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法， 其特征在于，所述的鋰鹽選自氫氧化鋰、碳酸鋰或磷酸鋰中的一種或幾種，鋰鹽的濃度為 0. 01 lmol/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的還原劑選自抗壞血酸、胼或硼氫化鈉中的一種或幾種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述的表面活性劑為聚乙二醇、聚乙烯醇或十六烷基三甲基溴化銨中的一種或幾種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，步驟中所述的保護(hù)氣氛為氮?dú)狻鍤狻錃饣蛘咂渲腥魏蝺烧呋蛉甙慈魏伪壤幕旌蠚饣蚨栊詺怏w與還原氣體的混合氣氛。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于石墨烯包覆橄欖石型磷酸鐵鋰復(fù)合材料的制備方法，在室溫磁力攪拌的情況下，把鐵鹽、磷酸鹽、還原劑和表面活性劑溶解在去離子水中并滴加到氧化石墨烯分散液中，再把鋰鹽溶解在去離子水中并滴加到上述混合溶液中，攪拌，反應(yīng)，并經(jīng)過(guò)離心，洗滌，真空干燥和退火得到產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在液相中原位合成橄欖石型結(jié)構(gòu)磷酸鐵鋰/石墨烯復(fù)合材料，復(fù)合材料中磷酸鐵鋰是在石墨烯表面原位生長(zhǎng)，不僅兩者間可以實(shí)現(xiàn)均勻的混合，并且具有較好的結(jié)合力，大大降低了磷酸鐵鋰與石墨烯間的接觸電阻，大大改善了材料本身的導(dǎo)電性能。
文檔編號(hào)H01M4/58GK102544489SQ20121000549
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月9日
發(fā)明者吳海霞, 周雪皎, 龐瑞卿, 楊永強(qiáng), 郭守武 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)