一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料及其制備方法、鋰二次電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料，由氟化鐵及復(fù)合在其表面的導(dǎo)電聚合物層組成。本發(fā)明還提供了一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，將氟化鐵粉末、三氯化鐵溶液、導(dǎo)電聚合物單體、陰離子表面活性劑和有機(jī)溶劑混合反應(yīng)后，得到氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。本發(fā)明針對(duì)三氟化鐵存在電子電導(dǎo)率過(guò)低和充放電過(guò)程中伴隨的極化而發(fā)生體積膨脹的問(wèn)題，采用導(dǎo)電聚合物原位聚合復(fù)合包覆在三氟化鐵納米顆粒上，能有效的克服三氟化鐵材料在充放電時(shí)的極化現(xiàn)象，增強(qiáng)正極材料的穩(wěn)定性和容量，同時(shí)還能較好的解決三氟化鐵正極材料電導(dǎo)率低的問(wèn)題，從而提高三氟化鐵正極材料的電化學(xué)性能。
【專利說(shuō)明】
一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料及其制備方法、鋰二次電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料及其制備方法、鋰離子電池。【背景技術(shù)】
[0002]隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們對(duì)各種能源的需求量也大大增加，因此各種新興能源的發(fā)展趨勢(shì)也勢(shì)不可擋，而鋰二次電池就是其中耀眼的一員。小型電子產(chǎn)品、電動(dòng)交通設(shè)備、儲(chǔ)備電源、航空航天等領(lǐng)域的飛速發(fā)展都與鋰二次電池的發(fā)展密切相關(guān)，而現(xiàn)階段急需功率更高、壽命更長(zhǎng)、能量密度更大、容量更高、綠色環(huán)保的鋰二次電池做出突破。[〇〇〇3]鋰離子電池行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，其中所占市場(chǎng)比最重的便是正極材料，占30%? 40%，直接決定了該電池的價(jià)格，因此對(duì)正極材料進(jìn)行研究改進(jìn)便是提高市場(chǎng)利益的關(guān)鍵。 目前市面上廣泛流通的是鈷酸鋰、三元化合物、磷酸鐵鋰等正極材料，它們因?yàn)楹玫难h(huán)穩(wěn)定性、高倍率性能等而廣受重視，但是也存在工藝制備復(fù)雜、理論容量過(guò)低等缺陷，在需要大型能量電源的場(chǎng)合也易受到限制。而金屬氟化物是一類有前景的鋰電池正極材料。由于氟的電負(fù)性大，金屬氟化物正極材料的工作電壓遠(yuǎn)高于其他金屬氧化物、金屬硫化物等正極材料。而且金屬氟化物作為鋰二次電池的正極材料的貯能機(jī)理并不僅僅是鋰離子嵌入/ 脫出機(jī)理，它還能通過(guò)可逆化學(xué)轉(zhuǎn)換反應(yīng)貯存能量。這種可逆的化學(xué)轉(zhuǎn)換反應(yīng)在氧化還原過(guò)程中能充分利用物質(zhì)的各種氧化態(tài)，交換材料中所有的電子，其放出的容量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)概論上的鋰離子嵌入/脫嵌反應(yīng)。而在眾多金屬氟化物中，高理論比容量(712mAh/g)的三氟化鐵正極材料逐漸進(jìn)入了研究者的視線，尤其是它獨(dú)特的多電子反應(yīng)機(jī)制能極大的從中提升電池的能量密度，三氟化鐵在用作正極材料時(shí)，充放電過(guò)程中存在兩種不同的儲(chǔ)鋰機(jī)理，在2.5?4.5V電壓區(qū)間內(nèi)，一個(gè)鋰離子在FeF3晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)可逆的嵌入/脫出，伴隨著Fe3+/ Fe2+的轉(zhuǎn)變，是典型的嵌、脫鋰機(jī)理，儲(chǔ)鋰容量為237mAh ? g<。在1.5?2.5V電壓區(qū)間，氟化鐵可以繼續(xù)與兩個(gè)鋰離子發(fā)生電化學(xué)還原反應(yīng)，形成Fe納米粒子與LiF，為可逆化學(xué)轉(zhuǎn)換機(jī)理，儲(chǔ)理容量為475m Ah ? g-1。并且三氟化鐵正極材料具有原料便宜、安全性好、可逆容量高等優(yōu)點(diǎn)。
[0004]雖然如此，三氟化鐵作為正極材料仍存在電子電導(dǎo)率過(guò)低和充放電過(guò)程中伴隨的極化而發(fā)生體積膨脹的問(wèn)題。因此，如何得到一種具有更高電子電導(dǎo)率的三氟化鐵正極材料，以及更為簡(jiǎn)單制備工藝，已成為領(lǐng)域內(nèi)具有前瞻性的研發(fā)型學(xué)者亟待解決的問(wèn)題。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明提供一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料及其制備方法、鋰離子電池，本發(fā)明提供的氟化鐵復(fù)合材料，具有較高的電子電導(dǎo)率，而且本發(fā)明提供的制備方法， 工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，適用于大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。
[0006]本發(fā)明提供了一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料，由氟化鐵及復(fù)合在其表面的導(dǎo)電聚合物層組成。
[0007]優(yōu)選的，所述導(dǎo)電聚合物為聚苯胺、聚氨酯、聚吡咯和聚噻吩的一種或多種。[00〇8]優(yōu)選的，所述氟化鐵的粒徑為50?120nm，所述導(dǎo)電聚合物層的厚度為5?60nm。
[0009]優(yōu)選的，所述氟化鐵與所述導(dǎo)電聚合物的質(zhì)量比為(10?18): 1。
[0010]本發(fā)明提供了一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0011]A)將氟化鐵粉末、三氯化鐵溶液、導(dǎo)電聚合物單體、陰離子表面活性劑和有機(jī)溶劑混合反應(yīng)后，得到氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。
[0012]優(yōu)選的，所述氟化鐵與導(dǎo)電聚合物單體的質(zhì)量比為(8?18): 1;[〇〇13]所述氟化鐵與三氯化鐵的摩爾比為(2?7): 1;
[0014]所述氟化鐵與陰離子表面活性劑的質(zhì)量比為(3?8): 1。
[0015]優(yōu)選的，所述氟化鐵包括無(wú)水氟化鐵和/或水合氟化鐵；
[0016]所述導(dǎo)電聚合物單體為苯胺、噻吩、吡咯和聚氨酯單體中的一種或多種；
[0017]所述陰離子表面活性劑為十二環(huán)基苯環(huán)酸鈉(SDBS)、脂肪酸磺烷基酯、N-油酰基多縮氨基酸鈉和烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯鈉中的一種或多種。
[0018]優(yōu)選的，所述步驟A)具體為:
[0019]A1)將氟化鐵粉末、導(dǎo)電聚合物單體、陰離子表面活性劑和有機(jī)溶劑混合后，得到混合液；
[0020]A2)向上述步驟得到的混合液加入三氯化鐵溶液進(jìn)行反應(yīng)，干燥后得到氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料；[0021 ]所述反應(yīng)的溫度為0?60°C，所述反應(yīng)的時(shí)間為2?5h。
[0022]優(yōu)選的，所述氟化鐵粉末由以下方法制備:
[0023]將鐵源溶液、氟源溶液與表面活性劑混合反應(yīng)，洗滌干燥后得到氟化鐵粉末。[〇〇24]本發(fā)明提供了一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的正極包括上述技術(shù)方案任意一項(xiàng)所述的氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料或上述技術(shù)方案任意一項(xiàng)所制備的氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。[〇〇25]本發(fā)明提供了一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料，由氟化鐵及復(fù)合在其表面的導(dǎo)電聚合物層組成。本發(fā)明還提供了一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟，將氟化鐵粉末、三氯化鐵溶液、導(dǎo)電聚合物單體、陰離子表面活性劑和有機(jī)溶劑混合反應(yīng)后，得到氟化鐵復(fù)合材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明針對(duì)三氟化鐵存在電子電導(dǎo)率過(guò)低和充放電過(guò)程中伴隨的極化而發(fā)生體積膨脹的問(wèn)題，采用導(dǎo)電聚合物原位聚合復(fù)合包覆在三氟化鐵納米顆粒上，能有效的克服三氟化鐵材料在充放電時(shí)的極化現(xiàn)象，增強(qiáng)正極材料的穩(wěn)定性和容量，同時(shí)還能較好的解決三氟化鐵正極材料電導(dǎo)率低的問(wèn)題，從而提高三氟化鐵正極材料的電化學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的氟化鐵復(fù)合材料制備的鋰離子電池，初始放電容量能達(dá)到215?226mAh/g。經(jīng)100次充放電循環(huán)后，放電容量仍能達(dá)到204 ?21 ImAh/g，充放電效率能穩(wěn)定在90%?93%。【附圖說(shuō)明】[〇〇26]圖1為三氟化鐵純相(a)與本發(fā)明實(shí)施例1制備的原位包覆的三氟化鐵復(fù)合材料 (b)的 SEM 圖；
[0027]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1得到的產(chǎn)品循環(huán)100次的放電容量、充電容量、充放電效率圖；
[0028]圖3為本發(fā)明實(shí)施例1得到的產(chǎn)品0.2C充放電倍率下初次充放電曲線圖；
[0029]圖4為本發(fā)明實(shí)施例4制備的三氟化鐵/導(dǎo)電聚噻吩復(fù)合材料的SEM圖；
[0030]圖5為本發(fā)明實(shí)施例4得到的產(chǎn)品循環(huán)100次的充放電效率圖；
[0031]圖6為本發(fā)明實(shí)施例4得到的產(chǎn)品在0.1C下循環(huán)100次的充放電循環(huán)性能圖；
[0032]圖7為本發(fā)明實(shí)施例5制備的三氟化鐵/導(dǎo)電聚吡咯復(fù)合材料的SEM圖；
[0033]圖8為本發(fā)明實(shí)施例5制備的三氟化鐵/導(dǎo)電聚吡咯復(fù)合材料分別在0.1C、0.5C、IC下循環(huán)50次的放電容量性能圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034]為了進(jìn)一步了解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)而不是對(duì)本發(fā)明專利要求的限制。
[0035]本發(fā)明所有原料，對(duì)其來(lái)源沒(méi)有特別限制，在市場(chǎng)上購(gòu)買的或按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)方法制備的即可。
[0036]本發(fā)明所有原料，對(duì)其純度沒(méi)有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用分析純或鋰離子電池領(lǐng)域使用的常規(guī)純度。
[0037]本發(fā)明提供了一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料，由氟化鐵及復(fù)合在其表面的導(dǎo)電聚合物層組成。
[0038]本發(fā)明對(duì)所述導(dǎo)電聚合物沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的導(dǎo)電聚合物即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述導(dǎo)電聚合物優(yōu)選為聚苯胺、聚氨酯、聚吡咯和聚噻吩的一種或多種，更優(yōu)選為聚苯胺、聚氨酯、聚吡咯或聚噻吩，更具體優(yōu)選為聚苯胺(PANI)。本發(fā)明對(duì)所述導(dǎo)電聚合物層的厚度沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述導(dǎo)電聚合物層的厚度優(yōu)選為5?60nm，更優(yōu)選為10?50nm，更優(yōu)選為10?40nm，最優(yōu)選為10?25nm。本發(fā)明對(duì)所述導(dǎo)電聚合物和氟化鐵的比例沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述氟化鐵與所述導(dǎo)電聚合物的質(zhì)量比優(yōu)選為(10?18): I，更優(yōu)選為(11?16): I，更優(yōu)選為(12?15):1，最優(yōu)選為(13?14):1。本發(fā)明對(duì)所述復(fù)合沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的復(fù)合的概念即可，本發(fā)明所述復(fù)合可以是包覆、半包覆、摻雜、嵌入、負(fù)載或沉積的一種或多種。
[0039]本發(fā)明對(duì)所述氟化鐵沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的三氟化鐵材料或常用于鋰離子電池領(lǐng)域的三氟化鐵材料即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述氟化鐵優(yōu)選包括無(wú)水氟化鐵和/或水合氟化鐵(氟化鐵水合物)，具體優(yōu)選為FeF3、FeF3.4.5H20、FeF3.3H20和FeF3.0.33H20中的一種或多種，更優(yōu)選為FeF3或FeF3.0.33H20，最優(yōu)選為FeF3。本發(fā)明對(duì)所述氟化鐵的粒徑?jīng)]有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述氟化鐵的粒徑優(yōu)選為50?120nm，更優(yōu)選為60?110醒，更優(yōu)選為70?100醒，最優(yōu)選為80?90nmo
[0040]本發(fā)明對(duì)所述氟化鐵的來(lái)源沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的三氟化鐵材料或常用于鋰離子電池領(lǐng)域的三氟化鐵材料的來(lái)源即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述氟化鐵優(yōu)選按照以下方法進(jìn)行制備:
[0041]將鐵源溶液、氟源溶液與表面活性劑混合反應(yīng)，干燥后得到氟化鐵粉末。
[0042]本發(fā)明對(duì)所述鐵源沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述鐵源優(yōu)選為FeCl3.6H20;本發(fā)明對(duì)所述鐵源溶液的濃度沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述鐵源溶液的濃度優(yōu)選為0.01?0.5mol/L，更優(yōu)選為0.05?0.45mol/L，更優(yōu)選為0.1?0.4mol/L，最優(yōu)選為0.3?0.4mol/L。本發(fā)明對(duì)所述氟源沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述氟源優(yōu)選為NH4F;本發(fā)明對(duì)所述氟源溶液的濃度沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述氟源溶液的濃度優(yōu)選為0.03?1.5mol/L，更優(yōu)選為0.3?1.411101八，更優(yōu)選為0.6?1.311101八，最優(yōu)選為0.9?1.2mol/L。本發(fā)明對(duì)所述表面活性劑沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述表面活性劑優(yōu)選為NH4F月桂基三甲基溴化銨(DTAB)。
[0043]本發(fā)明對(duì)所述鐵源和氟源之間的用量比沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的類似反應(yīng)的比例即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述鐵源與氟源的物質(zhì)的量之比優(yōu)選為(I?5):1，更優(yōu)選為(1.5?4.5):1，更優(yōu)選為(2?4):1，最優(yōu)選為(2.5?4):1。本發(fā)明對(duì)所述表面活性劑的用量沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的類似反應(yīng)的比例即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇。
[0044]本發(fā)明對(duì)上述制備步驟沒(méi)有其他特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明可以優(yōu)選為:
[0045]將鐵源溶液放入聚四氟乙烯反應(yīng)釜(PTFE)中加入表面活性劑粉末，攪拌I?4h;然后再將氟源溶液逐滴加入到的PTFE中，室溫(20?30°C)下密封反應(yīng)2?6h;
[0046]再將反應(yīng)釜放入攪拌器內(nèi)，攪拌速率為100?500r/min、溫度為50?110°C的油浴鍋內(nèi)反應(yīng)9?26h，得到含有結(jié)晶水的FeF3沉淀，即含有結(jié)晶水的FeF3納米材料，再進(jìn)行干燥后，得到無(wú)水FeF3。
[0047]本發(fā)明所述密封反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為2?6h，更優(yōu)選為3?5小時(shí)，最優(yōu)選為4h;所述攪拌速率優(yōu)選為100?500r/min，更優(yōu)選為200?400r/min ；油浴反應(yīng)的溫度優(yōu)選為50?110°C，更優(yōu)選為60?100°C，最優(yōu)選為65?85°C ;油浴反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為9?26h，更優(yōu)選為12?24h，更優(yōu)選為17?23h。
[0048]本發(fā)明對(duì)上述制備步驟的后處理沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明優(yōu)選為在得到含有結(jié)晶水的FeF3沉淀后，將沉淀清洗后，接著進(jìn)行第一次干燥，冷卻至室溫后，然后進(jìn)行第二次干燥，最后得到不含結(jié)晶水的FeF3納米材料;更優(yōu)選為在得到含有結(jié)晶水的FeF3沉淀后，將沉淀優(yōu)選用無(wú)水乙醇清洗2?3次后，接著轉(zhuǎn)入通有保護(hù)氣Ar的60?100 °C干燥箱內(nèi)第一次干燥10?15h，冷卻至室溫后，然后放入AH呆護(hù)的管式氣氛爐中以250?450°C第二次干燥0.5?3h，最后得到不含結(jié)晶水的FeF3納米材料。
[0049]本發(fā)明所述第一次干燥的溫度優(yōu)選為60?100°C，更優(yōu)選為60?90°C，最優(yōu)選為70?80°C ;所述第一次干燥的時(shí)間優(yōu)選為10?15h，更優(yōu)選為11?14h，更優(yōu)選為12?13h。所述第二次干燥的溫度優(yōu)選為250?450°C，更優(yōu)選為280?350°C ;所述第二次干燥的時(shí)間優(yōu)選為0.5?3h，更優(yōu)選為I?2.5h，更優(yōu)選為1.5?2h。
[0050]本發(fā)明上述步驟提供了一種氟化鐵復(fù)合材料，本發(fā)明將導(dǎo)電聚合物原位包覆在三氟化鐵納米顆粒上，能夠更好的克服三氟化鐵材料在充放電時(shí)的極化現(xiàn)象，還能夠增強(qiáng)正極材料的穩(wěn)定性，并且較好的解決三氟化鐵正極材料電導(dǎo)率低的問(wèn)題，從而有效的提高三氟化鐵正極材料的電化學(xué)性能。
[0051]本發(fā)明還提供了一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟:
[0052]A)將氟化鐵粉末、三氯化鐵溶液、導(dǎo)電聚合物單體、陰離子表面活性劑和有機(jī)溶劑混合反應(yīng)后，得到氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。
[0053]本發(fā)明對(duì)所述原料的選擇、來(lái)源和比例等優(yōu)選原則，如無(wú)特別注明，與前述氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料中的均一致，在此不再一一贅述。
[0054]本發(fā)明對(duì)所述三氯化鐵溶液的具體選擇沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述三氯化鐵溶液優(yōu)選為酸性三氯化鐵溶液。本發(fā)明對(duì)所述三氯化鐵溶液的濃度沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)濃度即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述三氯化鐵溶液的濃度優(yōu)選為0.1?0.7g/mL，更優(yōu)選為0.3?0.6g/mL，更優(yōu)選為0.35?0.45g/mL0
[0055]本發(fā)明對(duì)所述導(dǎo)電聚合物單體的具體選擇沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的導(dǎo)電聚合物單體即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述導(dǎo)電聚合物單體優(yōu)選為苯胺、噻吩、吡咯和聚氨酯單體中的一種或多種，更優(yōu)選為苯胺單體、噻吩單體、吡咯單體或聚氨酯單體，最優(yōu)選為苯胺單體。
[0056]本發(fā)明對(duì)所述陰離子表面活性劑的具體選擇沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的陰離子表面活性劑即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述陰離子表面活性劑優(yōu)選為十二環(huán)基苯環(huán)酸鈉(SDBS)、脂肪酸磺烷基酯、N-油?；嗫s氨基酸鈉和烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯鈉中的一種或多種，更優(yōu)選為十二環(huán)基苯環(huán)酸鈉(SDBS)、脂肪酸磺烷基酯、N-油?；嗫s氨基酸鈉或烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯鈉，最優(yōu)選為十二環(huán)基苯環(huán)酸鈉(SDBS)。
[0057]本發(fā)明對(duì)所述有機(jī)溶劑的具體選擇沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的類似反應(yīng)的有機(jī)溶劑即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述有機(jī)溶劑優(yōu)選為無(wú)水乙醇、無(wú)水乙醚、無(wú)水丙酮和環(huán)己烷中的一種或多種，更優(yōu)選為無(wú)水乙醇或無(wú)水乙醚，最優(yōu)選為無(wú)水乙醇。
[0058]本發(fā)明對(duì)所述氟化鐵和導(dǎo)電聚合物單體的比例沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述氟化鐵與所述導(dǎo)電聚合物單體的質(zhì)量比優(yōu)選為(8?18): I，更優(yōu)選為(10?17): I，更優(yōu)選為(12?16): I，最優(yōu)選為(13?15):1。本發(fā)明對(duì)所述陰離子表面活性劑的用量沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述氟化鐵與陰離子表面活性劑的質(zhì)量比優(yōu)選為(3?8):1，更優(yōu)選為(4?8): I，最優(yōu)選為(5?7): I。
[0059]本發(fā)明對(duì)所述三氯化鐵的用量沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述氟化鐵與三氯化鐵的摩爾比優(yōu)選為(2?7):1，更優(yōu)選為(3?6):1，更優(yōu)選為(3.5?5.5):1，最優(yōu)選為(4.5?5.5):1。本發(fā)明對(duì)所述有機(jī)溶劑的用量沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的類似反應(yīng)的常規(guī)溶劑用量即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇。
[0060]本發(fā)明對(duì)所述反應(yīng)條件沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的類似單體進(jìn)行聚合反應(yīng)的條件即可，本發(fā)明所述反應(yīng)的溫度優(yōu)選為O?60°C，更優(yōu)選為10?50°C，更優(yōu)選為20?40°C，最優(yōu)選為30?40°C ；所述反應(yīng)的時(shí)間優(yōu)選為2?5h，更優(yōu)選為2.5?4h，最優(yōu)選為2.5?3.5h0
[0061]本發(fā)明為提高原位聚合反應(yīng)的效果，所述步驟A)具體優(yōu)選為:
[0062]Al)將氟化鐵粉末、導(dǎo)電聚合物單體、陰離子表面活性劑和有機(jī)溶劑混合后，得到混合液；
[0063]A2)向上述步驟得到的混合液加入三氯化鐵溶液進(jìn)行反應(yīng)，洗滌干燥后得到氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。
[0064]本發(fā)明所述步驟Al)更具體優(yōu)選為:將氟化鐵粉末加入到含有導(dǎo)電聚合物單體和陰離子表面活性劑的有機(jī)溶劑中；其中導(dǎo)電聚合物單體的質(zhì)量濃度優(yōu)選為10%?40%，更優(yōu)選為20%?35%，最優(yōu)選為25%?35% ;本發(fā)明所述混合優(yōu)選為攪拌混合。本發(fā)明所述步驟A2)中的加入優(yōu)選為滴加，本發(fā)明對(duì)所述滴加的速率沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明優(yōu)選為緩慢滴加。
[0065]本發(fā)明對(duì)所述洗滌和干燥的具體步驟和條件沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述洗滌優(yōu)選為無(wú)水醇洗2?5次，或是3?4次;所述干燥優(yōu)選為在惰性氣體或氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下干燥，更優(yōu)選為在氬氣的保護(hù)下干燥;所述干燥的溫度優(yōu)選為50?95 °C，更優(yōu)選為55?85 °C，最優(yōu)選為60?75 °C ;所述干燥時(shí)間優(yōu)選為20?27h，更優(yōu)選為23?26h，最優(yōu)選為23?25h。
[0066]本發(fā)明提供了一種鋰離子電池，所述鋰離子電池的正極包括上述技術(shù)方案任意一項(xiàng)所述的氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料或上述技術(shù)方案任意一項(xiàng)所制備的氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。本發(fā)明對(duì)所述鋰離子電池的定義沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的鋰離子電池或鋰二次電池的定義即可。本發(fā)明對(duì)所述鋰離子電池的具體結(jié)構(gòu)沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的鋰離子電池的結(jié)構(gòu)即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇，本發(fā)明所述鋰離子電池的正極材料為本發(fā)明所述的氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料或含有本發(fā)明所述的氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料即可。本發(fā)明對(duì)所述鋰離子電池的制備過(guò)程沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的鋰離子電池的制備過(guò)程即可，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況、復(fù)合情況以及產(chǎn)品性能進(jìn)行選擇。
[0067]本發(fā)明經(jīng)過(guò)上述步驟制備得到了氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料和鋰離子電池，本發(fā)明采用導(dǎo)電聚合物原位聚合復(fù)合包覆在三氟化鐵納米顆粒上，當(dāng)原位包覆時(shí)，苯胺單體分子進(jìn)入三氟化鐵分子間隙中，聚合后能極好的固定三氟化鐵結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)正極材料的穩(wěn)定性和容量，同時(shí)還能較好的解決三氟化鐵正極材料電導(dǎo)率低的問(wèn)題，從而提高三氟化鐵正極材料的電化學(xué)性能;而且本發(fā)明采用的原料易得，價(jià)格適中，工藝簡(jiǎn)單，條件溫和，適用于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明制備的氟化鐵復(fù)合材料制備的鋰離子電池，初始放電容量能達(dá)到215?226mAh/g。經(jīng)100次充放電循環(huán)后，放電容量仍能達(dá)到204?211mAh/g，充放電效率能穩(wěn)定在90%?93 %。
[0068]為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料及其制備方法、鋰離子電池進(jìn)行詳細(xì)描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例是在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，只是為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求的限制，本發(fā)明的保護(hù)范圍也不限于下述的實(shí)施例。
[0069]實(shí)施例1
[0070]先分別配置好濃度為0.35M的鐵源FeCl3溶液與濃度為1.2M的氟源NH4F溶液，再在裝有鐵源的聚四氟乙烯反應(yīng)釜(PTFE)中加入少量月桂基三甲基溴化銨(DTAB)粉末，同時(shí)將PTFE放在轉(zhuǎn)速為200r/min的DF-101S型恒溫加熱磁力攪拌器上攪拌2h;然后再按與鐵源摩爾比為4:1將氟源逐滴加入到處于攪拌過(guò)程的PTFE中，室溫下密封反應(yīng)4h;將反應(yīng)釜放入攪拌器內(nèi)，攪拌速率為300r/min、溫度為70°C的油浴鍋內(nèi)反應(yīng)22h，得到含有結(jié)晶水的沉淀;將沉淀用無(wú)水乙醇清洗3次后，接著轉(zhuǎn)入通有Ar的75°C干燥箱內(nèi)干燥12h，冷卻至室溫后，然后放入Ar保護(hù)的管式氣氛爐中以300°C干燥2h，最后得到結(jié)構(gòu)特異的不含結(jié)晶水的FeF3納米材料。
[0071]將所得FeF3納米顆粒加入到含有0.3g十二環(huán)基苯環(huán)酸鈉(SDBS)和30%wt苯胺單體的無(wú)水乙醇中，在35°C下，用300r/min的磁力攪拌器攪拌，同時(shí)加入6滴0.4g/mL的酸性FeCl3溶液進(jìn)行聚合反應(yīng)生成導(dǎo)電聚合物，反應(yīng)時(shí)間為3h，將反應(yīng)后得到的固體用無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌4次，最后將洗滌后的固體放入Ar氛圍下的干燥箱內(nèi)以65 °C干燥24h，得到了導(dǎo)電聚苯胺原位包覆的三氟化鐵復(fù)合正極材料。
[0072]對(duì)本發(fā)明實(shí)施例1制備的進(jìn)行檢測(cè)，參見(jiàn)圖1，圖1為三氟化鐵純相(a)與本發(fā)明實(shí)施例I制備的原位包覆的三氟化鐵復(fù)合材料(b)的SEM圖。由圖1可知，本發(fā)明提供的三氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合正極材料實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電聚合物均勻包覆在三氟化鐵納米顆粒上。
[0073]以本發(fā)明上述步驟制備的三氟化鐵/導(dǎo)電聚苯胺復(fù)合材料涂布在鋁箔上，截一小塊面積作為正極，取同樣大小的鋰片做為負(fù)極，組裝成鋰離子扣式電池，對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。
[0074]參見(jiàn)圖2，圖2為本發(fā)明實(shí)施例1得到的產(chǎn)品循環(huán)100次的放電容量、充電容量、充放電效率圖。由圖2可知，本發(fā)明上述扣式電池在電壓區(qū)間2V?4V，充放電電流為0.2C下循環(huán)100次后的放電容量為208.6mAh/g，充放電效率為92.1 %。
[0075]參見(jiàn)圖3，圖3為本發(fā)明實(shí)施例1得到的產(chǎn)品0.2C充放電倍率下初次充放電曲線圖。由圖3可知，本發(fā)明實(shí)施例1制備的三氟化鐵/聚苯胺復(fù)合材料初次放電容量達(dá)到了225.2mAh/g，非常接近其理論值237mAh/g。
[0076]實(shí)施例2
[0077]先分別配置好濃度為0.5M的鐵源FeCl3溶液與濃度為1.5M的氟源NH4F溶液，再在裝有鐵源的聚四氟乙烯反應(yīng)釜(PTFE)中加入少量月桂基三甲基溴化銨(DTAB)粉末，同時(shí)將PTFE放在轉(zhuǎn)速為200r/min的DF-101S型恒溫加熱磁力攪拌器上攪拌2h;然后再按與鐵源摩爾比為3.5:1將氟源逐滴加入到處于攪拌過(guò)程的PTFE中，室溫下密封反應(yīng)3h;將反應(yīng)釜放入攪拌器內(nèi)，攪拌速率為300r/min、溫度為75°C的油浴鍋內(nèi)反應(yīng)24h，得到含有結(jié)晶水的沉淀；將沉淀用無(wú)水乙醇清洗3次后，接著轉(zhuǎn)入通有Ar的65 °C干燥箱內(nèi)干燥13h，冷卻至室溫后，然后放入Ar保護(hù)的管式氣氛爐中以400 0C干燥2.5h，最后得到結(jié)構(gòu)特異的不含結(jié)晶水的FeF3納米材料。
[0078]將所得FeF3納米顆粒加入到含有0.4g十二環(huán)基苯環(huán)酸鈉(SDBS)和35%wt苯胺單體的無(wú)水乙醇中，在30°C下，用300r/min的磁力攪拌器攪拌，同時(shí)加入5滴0.5g/mL的酸性FeCl3溶液進(jìn)行聚合反應(yīng)生成導(dǎo)電聚合物，反應(yīng)時(shí)間為2.5h將反應(yīng)后得到的固體用無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌3次，最后將洗滌后的固體放入Ar氛圍下的干燥箱內(nèi)以75 °C干燥23h，便得到了導(dǎo)電聚苯胺原位包覆的三氟化鐵復(fù)合正極材料。
[0079]以本發(fā)明上述步驟制備的三氟化鐵/導(dǎo)電聚苯胺復(fù)合材料涂布在鋁箔上，截一小塊面積作為正極，取同樣大小的鋰片做為負(fù)極，組裝成鋰離子扣式電池，對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。
[0080]測(cè)試結(jié)果表明，在0.2C的充放電倍率下，本發(fā)明實(shí)施例2制備的三氟化鐵/聚苯胺復(fù)合材料初次放電容量達(dá)到了222.4mAh/g，在此充放電倍率下，經(jīng)100次循環(huán)后，放電容量為207.3mAh/g。
[0081 ] 實(shí)施例3
[0082]先分別配置好濃度為0.3M的鐵源FeCl3溶液與濃度為IM的氟源NH4F溶液，再在裝有鐵源的聚四氟乙烯反應(yīng)釜(PTFE)中加入少量月桂基三甲基溴化銨(DTAB)粉末，同時(shí)將PTFE放在轉(zhuǎn)速為200r/min的DF-101S型恒溫加熱磁力攪拌器上攪拌3h;然后再按與鐵源摩爾比為5:1將氟源逐滴加入到處于攪拌過(guò)程的PTFE中，室溫下密封反應(yīng)5h;將反應(yīng)釜放入攪拌器內(nèi)，攪拌速率為350r/min、溫度為75 V的油浴鍋內(nèi)反應(yīng)20h，得到含有結(jié)晶水的沉淀;將沉淀用無(wú)水乙醇清洗3次后，接著轉(zhuǎn)入通有Ar的80°C干燥箱內(nèi)干燥llh，冷卻至室溫后，然后放入Ar保護(hù)的管式氣氛爐中以350°C干燥1.5h，最后得到結(jié)構(gòu)特異的不含結(jié)晶水的FeF3納米材料。
[0083]將所得FeF3納米顆粒加入到含有0.45g十二環(huán)基苯環(huán)酸鈉(SDBS)和25 % wt苯胺單體的無(wú)水乙醇中，在35°C下，用350r/min的磁力攪拌器攪拌，同時(shí)加入4滴0.6g/mL的酸性FeCl3溶液進(jìn)行聚合反應(yīng)生成導(dǎo)電聚合物，反應(yīng)時(shí)間為3.5h，將反應(yīng)后得到的固體用無(wú)水乙醇反復(fù)洗滌5次，最后將洗滌后的固體放入Ar氛圍下的干燥箱內(nèi)以80 °C干燥22h，便得到了導(dǎo)電聚苯胺原位包覆的三氟化鐵復(fù)合正極材料。
[0084]以本發(fā)明上述步驟制備的三氟化鐵/導(dǎo)電聚苯胺復(fù)合材料涂布在鋁箔上，截一小塊面積作為正極，取同樣大小的鋰片做為負(fù)極，組裝成鋰離子扣式電池，對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。
[0085]測(cè)試結(jié)果表明，在0.2C充放電倍率下，本發(fā)明實(shí)施例3制備的三氟化鐵/聚苯胺復(fù)合材料初始充放電容量為220.1mAh/g，經(jīng)100次充放電循環(huán)后放電容量為206.5mAh/g。
[0086]實(shí)施例4
[0087]先按實(shí)施案例I得到無(wú)水氟化鐵納米顆粒。取0.1g噻吩單體和1.2g氟化鐵至反應(yīng)器中，再加入4ml三氯甲烷，并進(jìn)行25min超聲，使單體吸附在氟化鐵表面。然后，將混合物裝入研缽中靜置揮發(fā)三氯甲烷1.5h，再加入0.56g對(duì)甲基苯環(huán)酸鐵(單體= Fe(OTs)3 = 1: 5)，研磨20min，混合均勻后放入100°C真空干燥箱中反應(yīng)4.5h得混合粉末，將所得粉末冷卻后依次用無(wú)水乙醇和三氯甲烷交替沖洗過(guò)濾數(shù)次，直至濾液接近無(wú)色。最后將洗滌后的粉末在65 °C真空干燥箱中干燥24h便得所需導(dǎo)電聚合物原位包覆的氟化鐵復(fù)合正極材料。
[0088]對(duì)本發(fā)明實(shí)施例4制備的三氟化鐵/導(dǎo)電聚噻吩復(fù)合材料進(jìn)行檢測(cè)，參見(jiàn)圖4，圖4為本發(fā)明實(shí)施例4制備的三氟化鐵/導(dǎo)電聚噻吩復(fù)合材料的SEM圖。由圖4可知，本發(fā)明提供的三氟化鐵復(fù)合正極材料實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電聚噻吩較好的包覆在三氟化鐵納米顆粒上。
[0089]以本發(fā)明上述步驟制備的三氟化鐵/導(dǎo)電聚噻吩復(fù)合材料涂布在鋁箔上，截一小塊面積作為正極，取同樣大小的鋰片做為負(fù)極，組裝成鋰離子扣式電池，對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。
[0090]參見(jiàn)圖5，圖5為本發(fā)明實(shí)施例4得到的產(chǎn)品循環(huán)100次的充放電效率圖。由圖5可知，100次充放電循環(huán)后充放電效率仍維持在90%以上。參見(jiàn)圖6，圖6為本發(fā)明實(shí)施例4得到的產(chǎn)品在0.1C下循環(huán)100次的充放電循環(huán)性能圖。由圖6可知，本發(fā)明上述扣式電池在電壓區(qū)間2V?4V，在0.1C充放電倍率下，初始放電容量為218.4mAh/g，循環(huán)100次后檢測(cè)其放電容量為207.8mAh/g，充電容量為210.3mAh/g。
[0091]實(shí)施例5
[0092]先用案例I中的方法得到無(wú)水氟化鐵納米顆粒。先取1ml無(wú)水乙醚在反應(yīng)器中做溶劑，再將0.4g氟化鐵與提純后的0.25ml吡咯單體混合超聲30min，再加入到反應(yīng)器中，并在冰浴中攪拌40min，溫度維持在O?:TC，待混合均勻后，向其中邊攪邊緩慢加入0.35g氧化劑FeCl3,完全加完后繼續(xù)冰浴攪拌30min，此時(shí)溶液變渾濁，反應(yīng)完成，再對(duì)渾濁液用有機(jī)膜進(jìn)行真空抽濾，并用無(wú)水乙醇洗滌3次，最后在50°C的真空干燥箱中干燥6h，就得到導(dǎo)電聚合物原位包覆的復(fù)合正極材料。
[0093]對(duì)本發(fā)明實(shí)施例5制備的三氟化鐵/導(dǎo)電聚吡咯復(fù)合材料進(jìn)行檢測(cè)，參見(jiàn)圖7，圖7為本發(fā)明實(shí)施例5制備的三氟化鐵/導(dǎo)電聚吡咯復(fù)合材料的SEM圖。由圖7可知，本發(fā)明提供的三氟化鐵復(fù)合正極材料實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電聚吡咯較好的包覆在三氟化鐵納米顆粒上。
[0094]以本發(fā)明上述步驟制備的三氟化鐵/導(dǎo)電聚吡咯復(fù)合材料涂布在鋁箔上，截一小塊面積作為正極，取同樣大小的鋰片做為負(fù)極，組裝成鋰離子扣式電池，對(duì)其電化學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試。
[0095]參見(jiàn)圖8，圖8為本發(fā)明實(shí)施例5制備的三氟化鐵/導(dǎo)電聚吡咯復(fù)合材料分別在0.1C、0.5C、IC下循環(huán)50次的放電容量性能圖。由圖8可知，本發(fā)明實(shí)施例5得到的產(chǎn)品在0.1C、0.5C、IC下，初始放電容量分別為216.8mAh/g、213.5mAh/g、207.6mAh/g，經(jīng)過(guò)50次循環(huán)后，該復(fù)合材料的放電量仍能分別203.2mAh/g、209mAh/g、201.3mAh/g，這表明本發(fā)明的復(fù)合材料的放電容量具有較好的穩(wěn)定性。
[0096]以上對(duì)本發(fā)明提供的一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料及其制備方法、鋰離子電池進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想，包括最佳方式，并且也使得本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員都能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造和使用任何裝置或系統(tǒng)，和實(shí)施任何結(jié)合的方法。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。本發(fā)明專利保護(hù)的范圍通過(guò)權(quán)利要求來(lái)限定，并可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠想到的其他實(shí)施例。如果這些其他實(shí)施例具有不是不同于權(quán)利要求文字表述的結(jié)構(gòu)要素，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字表述無(wú)實(shí)質(zhì)差異的等同結(jié)構(gòu)要素，那么這些其他實(shí)施例也應(yīng)包含在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料，其特征在于，由氟化鐵及復(fù)合在其表面的導(dǎo)電聚 合物層組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述導(dǎo)電聚合物為聚苯胺、聚氨酯、聚 吡咯和聚噻吩的一種或多種。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述氟化鐵的粒徑為50?120nm，所述 導(dǎo)電聚合物層的厚度為5?60nm〇4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料，其特征在于，所述氟化鐵與所述導(dǎo)電聚合物的質(zhì)量 比為(10?18):1。5.—種氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟:A)將氟化鐵粉末、三氯化鐵溶液、導(dǎo)電聚合物單體、陰離子表面活性劑和有機(jī)溶劑混合 反應(yīng)后，得到氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述氟化鐵與導(dǎo)電聚合物單體的質(zhì)量 比為(8?18):1;所述氟化鐵與三氯化鐵的摩爾比為(2?7): 1;所述氟化鐵與陰離子表面活性劑的質(zhì)量比為(3?8): 1。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述氟化鐵包括無(wú)水氟化鐵和/或水 合氟化鐵；所述導(dǎo)電聚合物單體為苯胺、噻吩、吡咯和聚氨酯單體中的一種或多種；所述陰離子表面活性劑為十二環(huán)基苯環(huán)酸鈉(SDBS)、脂肪酸磺烷基酯、N-油?；嗫s 氨基酸鈉和烷基醇聚氧乙烯醚磷酸酯鈉中的一種或多種。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟A)具體為:A1)將氟化鐵粉末、導(dǎo)電聚合物單體、陰離子表面活性劑和有機(jī)溶劑混合后，得到混合 液；A2)向上述步驟得到的混合液加入三氯化鐵溶液進(jìn)行反應(yīng)，洗滌干燥后得到氟化鐵/導(dǎo) 電聚合物復(fù)合材料；所述反應(yīng)的溫度為〇?60 °C，所述反應(yīng)的時(shí)間為2?5h。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述氟化鐵粉末由以下方法制備:將鐵源溶液、氟源溶液與表面活性劑混合反應(yīng)，干燥后得到氟化鐵粉末。10.—種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的正極包括權(quán)利要求1?4任意一項(xiàng) 所述的氟化鐵/導(dǎo)電聚合物復(fù)合材料或權(quán)利要求5?9任意一項(xiàng)所制備的氟化鐵/導(dǎo)電聚合 物復(fù)合材料。
【文檔編號(hào)】H01M10/0525GK105977448SQ201610561893
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年7月13日
【發(fā)明人】李軍, 許帥軍, 黃思, 李少芳, 潘春陽(yáng)
【申請(qǐng)人】廣東工業(yè)大學(xué)