[发明专利]一种复合碳材料及采用其制备的改性电极材料和锂离子电池

权利要求书

1.一种改性磷酸铁锂的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(A)将铁源、磷源、锂源、包覆改性剂和溶剂经高能球磨混合，得到浆料；

(B)于80℃～110℃微波干燥，得到改性磷酸铁锂前驱体；

(C)在氮气和/或惰性气体保护下煅烧，得到改性磷酸铁锂；

所述包覆改性剂为复合碳材料，所述复合碳材料由质量百分含量分别为1wt％～10wt％、1wt％～30wt％和60wt％～98wt％的第一碳材料、第二碳材料和碳源构成，所述第一碳材料为氮、磷、硫、氯共掺杂碳材料，所述第二碳材料为氮掺杂石墨烯，所述碳源为葡萄糖、蔗糖、可溶性淀粉、单晶冰糖、多晶冰糖或果糖中的任意一种或至少两种的组合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一碳材料占复合碳材料总质量的2wt％～8wt％。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二碳材料占复合碳材料总质量的3wt％～25wt％。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二碳材料占复合碳材料总质量的5wt％～20wt％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氮、磷、硫、氯共掺杂碳材料中，氮、磷和硫的原子比为(1～3):(1～2):(5～8)。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氮掺杂石墨烯中，氮的掺杂量为0.01wt％～10wt％。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述氮掺杂石墨烯中，氮的掺杂量为0.1wt％～8wt％。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述氮掺杂石墨烯中，氮的掺杂量为0.5wt％～6wt％。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氮、磷、硫、氯共掺杂碳材料通过如下方法制备得到：

(1)将磷源、硫源、卤代共轭二烯和杂芳烃混合，在密闭且1MPa～6MPa压力条件下反应；

所述卤代共轭二烯为六氯-1,3-丁二烯；所述杂芳烃为吡啶或苯胺中的任意一种或两种的组合；

(2)将步骤(1)所得反应产物在惰性气氛中进行热处理，实现原位掺杂，得到氮、磷、硫、氯共掺杂碳材料。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述反应在密闭且2MPa～5MPa压力条件下反应。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的温度为130℃～280℃。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的温度为150℃～260℃。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的温度为180℃～230℃。

14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的时间为1h～24h。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述反应的时间为2h～18h。

16.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述磷源为单质磷、有机磷化合物或无机磷化合物中的任意一种或至少两种的组合。

17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，步骤(1)所述磷源为有机磷化合物。