石墨烯改性-碳包覆磷酸铁锂材料及其制备方法、固态锂离子电池.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114497556A(43)申请公布日2022.05.13(21)申请号202111575254.2H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2021.12.21B82Y30/00(2011.01)B82Y40/00(2011.01)(71)申请人广东微电新能源有限公司地址516006广东省惠州市仲恺高新区东江高新科技产业园东兴片区兴举西路4号(72)发明人王潇晗蔡伟平范鑫铭黄培英骆伟光陈志勇(74)专利代理机构广州市华学知识产权代理有限公司44245专利代理师张秋弟(51)Int.Cl.H01M4/62(2006.01)H01M4/36(2006.01)H01M4/58(2010.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称石墨烯改性-碳包覆磷酸铁锂材料及其制备方法、固态锂离子电池(57)摘要本发明涉及锂电池领域，公开了一种石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料及其制备方法、固态锂离子电池，该制备方法，包括以下步骤：将磷酸根原料、铁盐和锂源溶解于醇溶液中，再添加模板剂、碳源和抗氧化剂，再加入氧化石墨烯进行超声分散，再倒入反应釜中进行水热合成，得到固相材料；再将固相材料置于真空烘箱中进行干燥，然后置于马弗炉中进行高温煅烧后，得到石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料。这种G/LFP/C材料应用于固态电池中，能够帮助电子和锂离子的运输，降低界面阻抗，从而使采用G/LFP/C材料制成的固态电池能够具有优秀的倍率性能、电化学储锂性能和循环性能。CN114497556ACN114497556A权利要求书1/1页1.一种石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S100，将磷酸根原料、铁盐和锂源按照l:3:(l～1.05)的摩尔比溶解于醇溶液中，得到第一混合液；将所述第一混合液的pH值调节为6.8～7.2，得到第二混合液；S200，将模板剂、碳源和抗氧化剂添加至所述第二混合液中，搅拌溶解后得到第三混合液，其中所述模板剂、所述碳源和所述抗氧化剂分别占所述第二混合液的质量百分比为1～2％、0.2～0.5％和1～2％；S300，将氧化石墨烯加入所述第三混合液中进行超声分散后，得到第四混合液，其中所述氧化石墨烯占所述第三混合液的质量百分比为0.5～1％；再将所述第四混合液倒入反应釜中进行水热合成后，得到固相材料；再将所述固相材料置于真空烘箱中进行干燥，然后置于马弗炉中进行高温煅烧后，得到石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料。2.根据权利要求1所述的石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，在步骤S100中，所述磷酸根原料为H3PO4和(NH4)H2PO4中的一种，所述铁盐为FeSO4.7H2O和FeCl2中的一种，所述锂源为LiOH·H2O和Li2CO3中的一种。3.根据权利要求1所述的石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，在步骤S100中，所述醇溶液为乙二醇或乙醇，用于调节所述第一混合液的pH值的溶液为盐酸或硝酸。4.根据权利要求1所述的石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，在步骤S200中，所述模板剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇和十六烷基三甲基溴化铵中的一种，所述碳源为蔗糖、葡萄糖、聚多巴胺和间苯二酚‑甲醛树脂中的一种，所述抗氧化剂为抗坏血酸、叔丁基‑4‑羟基苯甲醚、抗氧剂264和丙二醇中的一种。5.根据权利要求1所述的石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，在步骤S300中，所述超声分散的时间为1～3h。6.根据权利要求1所述的石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，在步骤S300中，所述水热合成操作具体包括将所述第四混合液置于惰性气氛中以150～300℃的温度保持15～25h。7.根据权利要求1所述的石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，在步骤S300中，所述干燥的温度为50～80℃，其时间为8～15h。8.根据权利要求1所述的石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法，其特征在于，在步骤S300中，所述高温煅烧的温度为600～800℃，其时间为3～8h。9.一种石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料，其特征在于，由如权利要求1～8中任意一项所述石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法制备得到。10.一种固态锂离子电池，其特征在于，包括由权利要求9所述的石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料制备的正极材料。2CN114497556A说明书1/6页石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料及其制备方法、固态锂离子电池技术领域[0001]本发明涉及锂电池领域，特别是涉及一种石墨烯改性‑碳包覆磷酸铁锂材料及其制备方法、固态锂离子电池。背景技术[0002]磷酸铁锂(LiFePO4)正极材料的理论比容量为170