1.磷酸铁锂/多层石墨烯复合材料,其特征在于,磷酸铁锂颗粒负载在多层石墨烯表面,其中,磷酸铁锂颗粒为在多层石墨烯表面原位生长均匀氧化铁后再转化形成;所述多层石墨烯采用超声法制备得到;
该复合材料的制备方法包括以下步骤:
步骤S1,制备氧化铁/多层石墨烯复合材料;
步骤S2,将氧化铁/多层石墨烯复合材料中的氧化铁转化为磷酸铁锂,形成磷酸铁锂/多层石墨烯复合材料;
其中,所述步骤S1进一步包括以下步骤:
S10:量取体积比为8:2的二甲基甲酰胺DMF和蒸馏水,混合后作为混合溶剂;
S11:加入膨胀石墨,经超声振荡后得到多层石墨烯悬浮液;
S12:向多层石墨烯悬浮液中加入无水乙酸钠和四水合氯化亚铁,常温搅拌5 10分钟至~其充分溶解,之后转移至水浴锅中在90℃下水浴搅拌2小时,取出后继续在室温下搅拌5分钟直至冷却;取出反应物,用酒精和蒸馏水进行离心清洗,得到氧化铁/多层石墨烯复合材料;
所述步骤S2进一步包括以下步骤:
S20:将离心后的氧化铁/多层石墨烯复合材料中加入与原来混合溶剂等体积的蒸馏水、磷酸二氢锂,室温搅拌5分钟至溶解,然后转移至水浴锅中70摄氏度下水浴搅拌2小时,取出后在烘箱中70℃干燥24h;
S21:将干燥的复合材料研磨半小时后,转至管式炉中,在氮氢气气氛保护下650℃煅烧
2 10h,得到磷酸铁锂/多层石墨烯复合材料。
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2.根据权利要求1所述的磷酸铁锂/多层石墨烯复合材料,其特征在于,磷酸铁锂颗粒的粒径为100 200nm。
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3.根据权利要求1所述的磷酸铁锂/多层石墨烯复合材料,其特征在于,步骤S11中,膨胀石墨相对于混合溶剂添加量为2mg/ml。
4.根据权利要求1所述的磷酸铁锂/多层石墨烯复合材料,其特征在于,在步骤S11中,超声振荡时间为2 5小时。
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5.根据权利要求1所述的磷酸铁锂/多层石墨烯复合材料,其特征在于,步骤S12中,四水氯化亚铁相对于混合溶剂的添加量为8 12mg/ml,无水乙酸钠相对于混合溶剂的添加量~为20mg/ml。
6.根据权利要求1所述的磷酸铁锂/多层石墨烯复合材料,其特征在于,步骤S20中,磷酸二氢锂的加入量取决于步骤S12中四水合氯化亚铁的加入量,其中Li离子与Fe离子的摩尔比为 1:1.15。
7.根据权利要求1所述的磷酸铁锂/多层石墨烯复合材料,其特征在于,在步骤S21中,在氮氢混合气体保护下,以3℃/min的速率加热至650℃并保持2 10h,其中,氮氢混合气体~的组成为:氮气95%,氢气5%。
8.根据权利要求1所述的磷酸铁锂/多层石墨烯复合材料,其特征在于,磷酸铁锂均匀分布在石墨烯表面,其中,磷酸铁锂颗粒的粒径主要分布在100nm 200nm。
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9.锂离子电池,其特征在于,该锂离子电池的正极材料采用权利要求1-8任意一项的磷酸铁锂/多层石墨烯复合材料。