CN108199019A - 多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法及应用 - Google Patents

多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法及其应用，所述包括：通过超临界插层及剥离制备石墨烯粉体；将石墨烯粉体通过超声分散至去离子水中；向分散后的石墨烯加入H3PO4，得到第一溶液；配置LiOH溶液，记为第二溶液；将第二溶液倒入第一溶液中并剧烈搅拌，得到混合溶液；向混合溶液中通入氮气保护，并在剧烈搅拌的条件下加入硫酸亚铁和葡萄糖溶液；充分搅拌后，转移至高压釜中进行保温反应；反应结束后，通过过滤收集沉淀产物并用去离子水和乙醇洗涤；在真空条件下干燥过夜，并将干燥好的产物进行退火。上述方法制备出的复合材料倍率性能更好，且缩短了充电过程中的恒压充电的时间。

Description

多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法及应用
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法及应用。
背景技术
随着人类工业的飞速发展，环境污染问题也越来越严重，包括温室效应，光化学烟雾事件，大气污染等。近年来我国出现了大面积长时间的雾霾天气，使得人们开始更加关注环境问题。
产生雾霾天气一个主要原因就是汽车尾气的排放。汽车尾气中含有的氮硫氧化物，不完全燃烧的烃类和固体颗粒，这些是造成环境污染的元凶之一。因此，发展新型能源汽车，用电力驱动汽车，成为了减少污染物排放，避免雾霾形成，改善城市环境的主要途径。
作为电动汽车的动力源的储能电池经历了多年的发展，目前主要使用的是能量密度高的锂离子电池和镍氧电池。但目前镍氢电池的储能性能已经接近理论极限值，难以获得进一步提高，很难满足动力汽车对电池的性能指标要求。而锂离子电池正在逐步取代镍氧电池成为目前应用最广泛电池。
其中，磷酸铁锂电池具有安全性好，循环寿命长，环境友好等优点，是驱动电动汽车的理想电源体系。但现有方法制备出的磷酸铁锂电池在倍率性能一般，恒压充电的时间较长，且制备成本较高，难以满足电动车的要求。
发明内容
鉴于上述状况，本发明的一方面提供一种多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，解决倍率性能一般的问题。
一种多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，包括：
通过超临界插层及剥离制备石墨烯粉体；
将所述石墨烯粉体通过超声分散至去离子水中；
向分散后的石墨烯加入H3PO4，得到第一溶液；
配置LiOH溶液，记为第二溶液；
将所述第二溶液倒入所述第一溶液中并剧烈搅拌，得到混合溶液；
向所述混合溶液中通入氮气保护，并在剧烈搅拌的条件下加入硫酸亚铁和葡萄糖溶液，使摩尔比为Li：Fe：P＝3.3～3.5：1：1；
将上述溶液充分搅拌后，转移至含有聚四氟乙烯的高压釜中进行保温反应，控制温度为180～190℃；
反应结束后，通过过滤收集沉淀产物并用去离子水和乙醇洗涤；
在真空条件下干燥过夜，并将干燥好的产物进行退火，最终获得石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料。
根据本发明提供方法制备出的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料，由于加入了经超临界插层及剥离制备的石墨烯粉体，该石墨烯粉体导电率达为38880S/M，是一般碳的50倍，制备成本低廉，加入石墨烯粉体能够包裹在磷酸铁锂的球表面，使球与球相互接触形成导电网络，有利于将电流快速的传递给集流体，从而能够提高复合材料的倍率性能，减小了极化，缩短了充电过程中的恒压充电的时间，且该制备方法操作简单，无需复杂、昂贵的设备，生产成本更低。
另外，根据本发明上述的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，还可以具有如下附加的技术特征：
进一步地，所述通过超临界插层及剥离制备石墨烯粉体的步骤包括：
将石墨烯聚集体加入容器中，同时向所述容器中加入超临界二甲基甲酰胺溶液，超声条件下混合20～30min；
将上述混合物转移到不锈钢反应器中，并将密闭的反应器放入石英管式炉中加热，使反应器中混合物的实际温度达到预设温度；
当所述反应器的实际温度达到所述预设温度后，恒温处理20～25分钟；
待石墨烯聚集体剥离完成后，对所述反应器进行快速冷却；
待所述反应器完全冷却后，将产物转移至收集容器中进行沉淀；
对沉淀后的产物进行固液分离，抽滤过程中，用去离子水进行清洗；
将抽滤完成的产物放入真空干燥箱中干燥处理14～16h，最后得所述石墨烯粉体。
进一步地，所述预设温度为400～420℃。
进一步地，所述使反应器中混合物的实际温度达到预设温度的步骤中，升温速率为12～15℃/min。
进一步地，所述对沉淀后的产物进行固液分离的步骤中，使用的滤膜为聚四氟乙烯膜。
进一步地，将抽滤完成的产物放入真空干燥箱中干燥处理14～16h的步骤中，所述真空干燥箱的温度为85～90℃。
进一步地，所述向分散后的石墨烯加入H3PO4的步骤中，加入的H3PO4的质量与所述石墨烯粉体的质量比为21～22.5：1。
进一步地，配置的所述LiOH溶液的摩尔浓度为0.4～0.55M。
进一步地，所述转移至含有聚四氟乙烯的高压釜中进行保温反应的步骤中，保温反应的时间为11～13h。
本发明的另一方面还提供一种上述方法制备的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料的应用，将所述多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料用于制备锂离子电池，制备出的所述多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料作为所述锂离子电池的正极。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明实施方式的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法的流程图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本发明的实施方式提供了一种多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，包括：
步骤1，通过超临界插层及剥离制备石墨烯粉体；
步骤2，将所述石墨烯粉体通过超声分散至去离子水中；
步骤3，向分散后的石墨烯加入H3PO4，得到第一溶液；
步骤4，配置LiOH溶液，记为第二溶液；
步骤5，将所述第二溶液倒入所述第一溶液中并剧烈搅拌，得到混合溶液；
步骤6，向所述混合溶液中通入氮气保护，并在剧烈搅拌的条件下加入硫酸亚铁和葡萄糖溶液，使摩尔比为Li：Fe：P＝3.3～3.5：1：1；
步骤7，将上述溶液充分搅拌后，转移至含有聚四氟乙烯的高压釜中进行保温反应，控制温度为180～190℃；
步骤8，反应结束后，通过过滤收集沉淀产物并用去离子水和乙醇洗涤；
步骤9，在真空条件下干燥过夜，并将干燥好的产物进行退火，最终获得石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料。
根据本发明提供方法制备出的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料，由于加入了经超临界插层及剥离制备的石墨烯粉体，该石墨烯粉体导电率达为38880S/M，是一般碳的50倍，制备成本低廉，加入石墨烯粉体能够包裹在磷酸铁锂的球表面，使球与球相互接触形成导电网络，有利于将电流快速的传递给集流体，从而能够提高复合材料的倍率性能，减小了极化，缩短了充电过程中的恒压充电的时间，且该制备方法操作简单，无需复杂、昂贵的设备，生产成本更低。
下面分多个实施例对本发明实施例进行进一步的说明。本发明实施例不限定于以下的具体实施例。在不变主权利的范围内，可以适当的进行变更实施。
实施例一
一种多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，包括：
S101，将石墨烯聚集体加入容器中，同时向所述容器中加入超临界二甲基甲酰胺溶液，超声条件下混合20min；
其中，超临界二甲基甲酰胺的超临界二甲基甲酰胺的临界温度为377℃，临界压力为4.4MPa。加入的石墨烯聚集体的浓度为1.3mg/mL。
S102，将上述混合物转移到不锈钢反应器中，并将密闭的反应器放入石英管式炉中加热，使反应器中混合物的实际温度达到预设温度，其中，预设温度为400℃；
S103，当所述反应器的实际温度达到所述预设温度后，恒温处理20分钟；
S104，待石墨烯聚集体剥离完成后，对所述反应器进行快速冷却；
S105，待所述反应器完全冷却后，将产物转移至收集容器中进行沉淀；
S106，对沉淀后的产物进行固液分离，抽滤过程中，用去离子水进行清洗；
其中，使用的滤膜为聚四氟乙烯膜，去离子水进行清洗是为了使残留的二甲基甲酰胺清洗干净。
S107，将抽滤完成的产物放入85℃的真空干燥箱中干燥处理14h，最后得石墨烯粉体；
S108，将上述超临界插层及剥离制备出的石墨烯粉体通过超声分散至去离子水中；
S109，向分散后的石墨烯加入H3PO4，得到第一溶液，加入的H3PO4的质量与所述石墨烯粉体的质量比为21：1；
S110，配置摩尔浓度为0.4M的LiOH溶液，记为第二溶液；
S111，将所述第二溶液倒入所述第一溶液中并剧烈搅拌，得到混合溶液；
S112，向所述混合溶液中通入氮气保护，并在剧烈搅拌的条件下加入硫酸亚铁和葡萄糖溶液，使摩尔比为Li：Fe：P＝3.3：1：1；
S113，将上述溶液充分搅拌后，转移至含有聚四氟乙烯的高压釜中进行保温反应，控制温度为180℃，保温反应的时间为11h；
S114，反应结束后，通过过滤收集沉淀产物并用去离子水和乙醇洗涤；
S115，在真空条件下干燥过夜，并将干燥好的产物进行退火，最终获得石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料。
其中，退火时，保证7％的H2/Ar保护气氛下进行退火，退火后，可以保温1个小时左右。
对本实施例制备出的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料进行电化学性能测试，其中，关于首次充放电性能测试中，该多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料在0.1C倍率下的首次充放电中，初始容量为167.7mAh/g，充放电平台电势差为46mV。
另一方面，在倍率性能测试中，该多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料在10C倍率时，容量124.8mAh/g，相比初始容量，容量保持率为74.4％。
本实施例还提出上述制备出的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料的应用，将制得的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料用于制备锂离子电池，将所述多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料作为锂离子电池的正极，该锂离子电池还包括包括负极、隔离膜和铝塑复合膜，其中，隔离膜位于正极和负极之间，铝塑复合膜包裹在正极、负极片和隔离膜的外周。
实施例二
一种多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，包括：
S201，将石墨烯聚集体加入容器中，同时向所述容器中加入超临界二甲基甲酰胺溶液，超声条件下混合25min；
其中，加入的石墨烯聚集体的浓度为1.4mg/mL。
S202，将上述混合物转移到不锈钢反应器中，并将密闭的反应器放入石英管式炉中加热，使反应器中混合物的实际温度达到预设温度，其中，预设温度为410℃；
S203，当所述反应器的实际温度达到所述预设温度后，恒温处理23分钟；
S204，待石墨烯聚集体剥离完成后，对所述反应器进行快速冷却；
S205，待所述反应器完全冷却后，将产物转移至收集容器中进行沉淀；
S206，对沉淀后的产物进行固液分离，抽滤过程中，用去离子水进行清洗；
其中，使用的滤膜为聚四氟乙烯膜，去离子水进行清洗是为了使残留的二甲基甲酰胺清洗干净。
S207，将抽滤完成的产物放入88℃的真空干燥箱中干燥处理15h，最后得石墨烯粉体；
S208，将上述超临界插层及剥离制备出的石墨烯粉体通过超声分散至去离子水中；
S209，向分散后的石墨烯加入H3PO4，得到第一溶液，加入的H3PO4的质量与所述石墨烯粉体的质量比为22：1；
S210，配置摩尔浓度为0.45M的LiOH溶液，记为第二溶液；
S211，将所述第二溶液倒入所述第一溶液中并剧烈搅拌，得到混合溶液；
S212，向所述混合溶液中通入氮气保护，并在剧烈搅拌的条件下加入硫酸亚铁和葡萄糖溶液，使摩尔比为Li：Fe：P＝3.4：1：1；
S213，将上述溶液充分搅拌后，转移至含有聚四氟乙烯的高压釜中进行保温反应，控制温度为185℃，保温反应的时间为12h；
S214，反应结束后，通过过滤收集沉淀产物并用去离子水和乙醇洗涤；
S215，在真空条件下干燥过夜，并将干燥好的产物进行退火，最终获得石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料。
其中，退火时，保证7％的H2/Ar保护气氛下进行退火，退火后，可以保温1个小时左右。
对本实施例制备出的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料进行电化学性能测试，其中，关于首次充放电性能测试中，该多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料在0.1C倍率下的首次充放电中，初始容量为174.1mAh/g，充放电平台电势差为47.8mV。
另一方面，在倍率性能测试中，该多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料在10C倍率时，容量131.5mAh/g，相比初始容量，容量保持率为75.5％。
本实施例还提出上述制备出的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料的应用，将制得的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料用于制备锂离子电池，将所述多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料作为锂离子电池的正极，该锂离子电池还包括包括负极、隔离膜和铝塑复合膜，其中，隔离膜位于正极和负极之间，铝塑复合膜包裹在正极、负极片和隔离膜的外周。
实施例三
一种多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，包括：
S301，将石墨烯聚集体加入容器中，同时向所述容器中加入超临界二甲基甲酰胺溶液，超声条件下混合30min；
其中，加入的石墨烯聚集体的浓度为1.5mg/mL。
S302，将上述混合物转移到不锈钢反应器中，并将密闭的反应器放入石英管式炉中加热，使反应器中混合物的实际温度达到预设温度，其中，预设温度为420℃；
S303，当所述反应器的实际温度达到所述预设温度后，恒温处理25分钟；
S304，待石墨烯聚集体剥离完成后，对所述反应器进行快速冷却；
S305，待所述反应器完全冷却后，将产物转移至收集容器中进行沉淀；
S306，对沉淀后的产物进行固液分离，抽滤过程中，用去离子水进行清洗；
其中，使用的滤膜为聚四氟乙烯膜。
S307，将抽滤完成的产物放入90℃的真空干燥箱中干燥处理16h，最后得石墨烯粉体；
S308，将上述超临界插层及剥离制备出的石墨烯粉体通过超声分散至去离子水中；
S309，向分散后的石墨烯加入H3PO4，得到第一溶液，加入的H3PO4的质量与所述石墨烯粉体的质量比为22.5：1；
S310，配置摩尔浓度为0.55M的LiOH溶液，记为第二溶液；
S311，将所述第二溶液倒入所述第一溶液中并剧烈搅拌，得到混合溶液；
S312，向所述混合溶液中通入氮气保护，并在剧烈搅拌的条件下加入硫酸亚铁和葡萄糖溶液，使摩尔比为Li：Fe：P＝3.5：1：1；
S313，将上述溶液充分搅拌后，转移至含有聚四氟乙烯的高压釜中进行保温反应，控制温度为190℃，保温反应的时间为13h；
S314，反应结束后，通过过滤收集沉淀产物并用去离子水和乙醇洗涤；
S315，在真空条件下干燥过夜，并将干燥好的产物进行退火，最终获得石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料。
其中，退火时，保证7％的H2/Ar保护气氛下进行退火，退火后，可以保温1个小时左右。
对本实施例制备出的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料进行电化学性能测试，其中，关于首次充放电性能测试中，该多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料在0.1C倍率下的首次充放电中，初始容量为163.9mAh/g，充放电平台电势差为45.7mV。
另一方面，在倍率性能测试中，该多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料在10C倍率时，容量118.5mAh/g，相比初始容量，容量保持率为72.3％。
本实施例还提出上述制备出的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料的应用，将制得的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料用于制备锂离子电池，将所述多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料作为锂离子电池的正极，该锂离子电池还包括包括负极、隔离膜和铝塑复合膜，其中，隔离膜位于正极和负极之间，铝塑复合膜包裹在正极、负极片和隔离膜的外周。
上表对比了采用上述三个实施例制备出的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料与现有技术中的磷酸铁锂材料的性能，其测试环境是一致的，从上表中可以看出，不论是0.1C倍率时初始容量，还是10C倍率时容量的保持情况，上述三个实施例制备出的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料均优于现有技术，这是由于石墨烯粉体能够包裹在磷酸铁锂的球表面，使球与球相互接触形成导电网络，有利于将电流快速的传递给集流体，从而能够提高复合材料的倍率性能，减小了极化。采用上述多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的锂离子电池，同样具有上述优点。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，其特征在于，包括：
通过超临界插层及剥离制备石墨烯粉体；
将所述石墨烯粉体通过超声分散至去离子水中；
向分散后的石墨烯加入H3PO4，得到第一溶液；
配置LiOH溶液，记为第二溶液；
将所述第二溶液倒入所述第一溶液中并剧烈搅拌，得到混合溶液；
向所述混合溶液中通入氮气保护，并在剧烈搅拌的条件下加入硫酸亚铁和葡萄糖溶液，使摩尔比为Li：Fe：P＝3.3～3.5：1：1；
将上述溶液充分搅拌后，转移至含有聚四氟乙烯的高压釜中进行保温反应，控制温度为180～190℃；
反应结束后，通过过滤收集沉淀产物并用去离子水和乙醇洗涤；
在真空条件下干燥过夜，并将干燥好的产物进行退火，最终获得石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料。
2.根据权利要求1所述的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，其特征在于，所述通过超临界插层及剥离制备石墨烯粉体的步骤包括：
将石墨烯聚集体加入容器中，同时向所述容器中加入超临界二甲基甲酰胺溶液，超声条件下混合20～30min；
将上述混合物转移到不锈钢反应器中，并将密闭的反应器放入石英管式炉中加热，使反应器中混合物的实际温度达到预设温度；
当所述反应器的实际温度达到所述预设温度后，恒温处理20～25分钟；
待石墨烯聚集体剥离完成后，对所述反应器进行快速冷却；
待所述反应器完全冷却后，将产物转移至收集容器中进行沉淀；
对沉淀后的产物进行固液分离，抽滤过程中，用去离子水进行清洗；
将抽滤完成的产物放入真空干燥箱中干燥处理14～16h，最后得所述石墨烯粉体。
3.根据权利要求2所述的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，其特征在于，所述预设温度为400～420℃。
4.根据权利要求2所述的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，其特征在于，所述使反应器中混合物的实际温度达到预设温度的步骤中，升温速率为12～15℃/min。
5.根据权利要求2所述的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，其特征在于，所述对沉淀后的产物进行固液分离的步骤中，使用的滤膜为聚四氟乙烯膜。
6.根据权利要求2所述的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，其特征在于，将抽滤完成的产物放入真空干燥箱中干燥处理14～16h的步骤中，所述真空干燥箱的温度为85～90℃。
7.根据权利要求1所述的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，其特征在于，所述向分散后的石墨烯加入H3PO4的步骤中，加入的H3PO4的质量与所述石墨烯粉体的质量比为21～22.5：1。
8.根据权利要求1所述的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，其特征在于，配置的所述LiOH溶液的摩尔浓度为0.4～0.55M。
9.根据权利要求1所述的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备方法，其特征在于，所述转移至含有聚四氟乙烯的高压釜中进行保温反应的步骤中，保温反应的时间为11～13h。
10.权利要求1至9任意一项制备的多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料的应用，其特征在于，将所述多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料用于制备锂离子电池，制备出的所述多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料作为所述锂离子电池的正极。
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102115078A (zh) * 2011-01-19 2011-07-06 上海交通大学 超临界流体制备石墨烯的方法
CN102306783A (zh) * 2011-09-14 2012-01-04 哈尔滨工业大学 多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料、其制备方法及以其为正极材料的锂离子电池
CN102544492A (zh) * 2011-03-07 2012-07-04 南京大学 一种具有夹层薄片结构的磷酸铁锂/石墨烯复合材料及其制法和用途
CN102544489A (zh) * 2012-01-09 2012-07-04 上海交通大学 基于石墨烯包覆橄榄石型磷酸铁锂复合材料的制备方法
CN103094564A (zh) * 2013-01-16 2013-05-08 天津大学 石墨烯层间填充磷酸铁锂的复合纳米材料制备方法
CN105789572A (zh) * 2016-03-04 2016-07-20 贵州安达科技能源股份有限公司 一种锂离子电池正极活性材料及其制备方法、锂离子电池正极和锂离子电池
CN105810911A (zh) * 2016-04-26 2016-07-27 复旦大学 一种高倍率磷酸铁锂/石墨烯复合正极材料的制备方法
CN105977465A (zh) * 2016-06-29 2016-09-28 上海应用技术学院 一种石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料的制备方法
CN106505201A (zh) * 2016-12-30 2017-03-15 武汉科技大学 石墨烯复合磷酸铁锂纳米线正极材料及其制备方法
CN107123802A (zh) * 2017-05-25 2017-09-01 长沙理工大学 一种石墨烯改性磷酸铁锂材料的制备方法
CN107154489A (zh) * 2017-05-25 2017-09-12 长沙理工大学 一种磷酸铁锂/石墨烯复合材料的制备方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102115078A (zh) * 2011-01-19 2011-07-06 上海交通大学 超临界流体制备石墨烯的方法
CN102544492A (zh) * 2011-03-07 2012-07-04 南京大学 一种具有夹层薄片结构的磷酸铁锂/石墨烯复合材料及其制法和用途
CN102306783A (zh) * 2011-09-14 2012-01-04 哈尔滨工业大学 多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料、其制备方法及以其为正极材料的锂离子电池
CN102544489A (zh) * 2012-01-09 2012-07-04 上海交通大学 基于石墨烯包覆橄榄石型磷酸铁锂复合材料的制备方法
CN103094564A (zh) * 2013-01-16 2013-05-08 天津大学 石墨烯层间填充磷酸铁锂的复合纳米材料制备方法
CN105789572A (zh) * 2016-03-04 2016-07-20 贵州安达科技能源股份有限公司 一种锂离子电池正极活性材料及其制备方法、锂离子电池正极和锂离子电池
CN105810911A (zh) * 2016-04-26 2016-07-27 复旦大学 一种高倍率磷酸铁锂/石墨烯复合正极材料的制备方法
CN105977465A (zh) * 2016-06-29 2016-09-28 上海应用技术学院 一种石墨烯/磷酸铁锂复合正极材料的制备方法
CN106505201A (zh) * 2016-12-30 2017-03-15 武汉科技大学 石墨烯复合磷酸铁锂纳米线正极材料及其制备方法
CN107123802A (zh) * 2017-05-25 2017-09-01 长沙理工大学 一种石墨烯改性磷酸铁锂材料的制备方法
CN107154489A (zh) * 2017-05-25 2017-09-12 长沙理工大学 一种磷酸铁锂/石墨烯复合材料的制备方法

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