科创中国

本发明涉及纳米磷酸铁锂正极活性材料的制备方法，以及在锂离子电池中的应用。本发明通过将海藻酸的使用与水热反应相结合，海藻酸既可用作碳包覆的碳源，又可用来限制颗粒的粒径；结合水热反应的简单操作对环境友好，可制备得到粒径在50-300nm范围内可调的纳米磷酸铁锂。将该纳米磷酸铁锂用作锂离子电池的正极活性材料，锂离子电池的高倍率性能得到明显改善，且具有良好的循环稳定性。

一种制备纳米磷酸铁锂的方法，包括以下步骤：S101将海藻酸溶于水性溶剂中，形成浓度为10-40mg/mL的海藻酸溶液；S102添加锂源、磷源、铁源到海藻酸溶液中，形成混合液，其中锂源为锂盐，磷源为磷酸或磷酸盐，铁源为铁盐，并且其中锂源与铁源的摩尔比为2-3：1，磷源与铁源的摩尔比为1-2：1，海藻酸与铁源的摩尔比为0.05-1：1；S103将混合液置于高压反应釜中，于120-220℃水热反应6-15小时，之后分离得到磷酸铁锂粉体；S104在惰性气氛中，将磷酸铁锂粉体于500-900℃焙烧0.5-5小时，得到纳米磷酸铁锂。

为了提高磷酸铁锂的电子电导率、锂离子扩散系数，提高其高倍率性能，常用的方 法有两种：一种是通过颗粒表面的碳包覆、金属离子掺杂提高电子电导率；另一种是通过 颗粒尺寸的纳米化缩短锂离子扩散距离，提高锂离子的扩散速率。

[0004] 目前，商用的磷酸铁锂多为微米级，合成方法主要是高温固相合成，并通过掺杂、 包覆等工艺提高材料的电导率和倍率性能，但效果不甚理想。因此，也亟需合成微纳米级甚 至纳米尺寸的磷酸铁锂，以缩短锂离子的扩散距离，提高锂离子电导率和材料利用率，有效 改善其倍率性能。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

根据本发明的方法制备得到的结晶性磷酸铁锂具有50_300nm的纳米尺寸，且粒 径可调。使用该纳米磷酸铁锂作为正极活性材料，制备得到的锂离子电池具有优异的高倍 率性能和循环稳定性，在锂离子动力电池中有广泛的应用前景。

技术合作

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据 本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保 护范围内。