一种碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法

摘要

一种碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法，首先对纯相磷酸铁锂进行表面改性，再在磷酸铁锂表面包覆一层离子液体聚合物，然后高温裂解磷酸铁锂表面的离子液体聚合物，获得碳包覆的磷酸铁锂材料；采用离子液体聚合物作为碳源，能够在磷酸铁锂颗粒表面形成多孔的、含氮、含硼或含磷等元素的碳包覆层。这种多孔的、含有杂原子的碳包覆层更有利于电荷在磷酸铁锂表面的转移，因此制备的碳包覆磷酸铁锂作为锂离子正极材料具有良好的循环性能和倍率性能。

权利要求

1.一种碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法，以离子液体聚合物为碳源，其特征在于，其步骤为：

（1）磷酸铁锂表面改性：将磷酸铁锂与偶联剂以质量比1:1～1:20混合，并按质量比磷酸铁锂:乙醇=1:20～1:50加入乙醇，再按体积比氨水:乙醇=1:100～1:200加入浓氨水，30℃回流处理20～40h，然后过滤、洗涤，得到表面改性的磷酸铁锂粉体；

（2）磷酸铁锂表面包覆离子液体聚合物：在步骤（1）所得表面改性的磷酸铁锂粉体中按质量比磷酸铁锂:溶剂=1:20～1:50加入溶剂，超声分散20～60min；以质量比磷酸铁锂:有机物单体=10:1～1:10加入有机物单体，以质量比磷酸铁锂:离子液体=10:1～1:10加入离子液体单体；以引发剂与单体总质量比为0.01:1～0.1:1加入引发剂；以交联剂与单体总质量比为0.01:1～0.1:1加入交联剂；在惰性气体保护下，在常温～90℃下回流反应4～40h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂粉体；

（3）磷酸铁锂表面包覆碳：将步骤（2）所得离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂粉体在惰性气氛保护下加热至400～1000℃保温10～300min，得到碳包覆磷酸铁锂材料。

2.根据权利要求1所述的碳包覆磷酸铁锂材料制备方法，其特征在于所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，或者硅烷偶联剂KH-560，或者硅烷偶联剂KH-570，或者长效硅烷偶联剂CX-550，或者钛酸酯偶联剂XY-01，或者钛酸酯偶联剂XY-11，或者钛酸酯偶联剂XY-21，或者钛酸酯偶联剂XY-31，或者钛酸酯偶联剂XY-41。

3.根据权利要求1所述的碳包覆磷酸铁锂材料制备方法，其特征在于所述的溶剂为去离子水，或者甲醇，或者乙醇，或者丙酮，或者二氯甲烷，或者环乙烷，或者甲苯。

4.根据权利要求1所述的碳包覆磷酸铁锂材料制备方法，其特征在于所述的有机物单体为丙烯腈，或者苯乙烯，或者苯胺，或者甲基丙烯酸甲酯，或者甲基丙烯酸丁酯，或者醋酸乙烯酯，或者上述有机单体的组合。

5.根据权利要求1所述的碳包覆磷酸铁锂材料制备方法，其特征在于所述的离子液体为1-乙烯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[VMIm]BF4，或者1-乙烯基-3-甲基咪唑二腈胺盐[VMI]DCA，或者1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐，或者1-乙烯基-3-甲基咪唑溴盐[VMIm]Br，或者1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐[VBIm]BF4，或者1-乙烯基-3-丁基咪唑三氟甲烷磺酰亚胺盐[VBIm]NTF2，或者1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[AMIm]BF4，或者1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[AMIm]PF6，或者1-烯丙基-3-乙烯基咪唑四氟硼酸盐[AVIm]BF4，或者1-烯丙基-3-己基咪唑双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐[AHIm]NTF2，或者上述离子液体的组合。

6.根据权利要求1所述的碳包覆磷酸铁锂材料制备方法，其特征在于所述的引发剂为偶氮二异丁腈，或者过硫酸钾，或者过硫酸铵，或者过氧化二苯甲酰，或者上述引发剂的组合。

7.根据权利要求1所述的碳包覆磷酸铁锂材料制备方法，其特征在于所述的交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯，或者二乙烯基苯，或者二异氰酸酯，或者N,N-亚甲基双丙烯酰胺，或者过氧化二异丙苯，或者上述交联剂的组合。

说明书

一种碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种以离子液体聚合物为碳源的碳包覆磷酸铁锂的制备方法，属于一种锂离子电池正极材料的制备方法。

背景技术

[0002] 锂离子电池正极材料磷酸铁锂(LiFePO4)理论容量为170mAh/g，可逆充放电比容量较高，同时又具有原料来源广泛、污染低、安全性好、循环寿命长等优势，是目前较为理想的动力型和储能型锂离子电池正极材料。但是，磷酸铁锂的离子传导率和电子传导率均较低，只适合在小电流密度下进行充放电，高倍率充放电时比容量降低，这限制了该材料的应用。国内外对磷酸铁锂进行了大量的改性研究来提高磷酸铁锂的导电性能，主要包括制备纳米级LiFePO4、制备多孔LiFePO4、碳包覆、金属离子掺杂等方式，其中碳包覆改性的研究主要集中在采用不同碳源及包覆技术实现不同形态的碳包覆。

[0003] 中国专利CN103346315A提供了一种以介孔碳CMK-3为碳源的碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法，碳包覆磷酸铁锂是由硝酸铁、磷酸二氢铵、柠檬酸按一定比例混合形成混合物，在搅拌作用下，向混合物中缓慢滴加醋酸锂溶液，形成混合物料，在一定温度下将介孔碳CMK-3浸渍到溶液中，搅拌、超声得到泥浆状的溶液，所得泥浆状物料恒温干燥、研磨、煅烧处理后得到碳包覆磷酸铁锂粉体材料。制备的碳包覆磷酸铁锂的粒径为200-400nm，颗粒细小、均匀、纯度高，增强了电子导电率和离子扩散率。制备的碳包覆磷酸铁锂可用作锂离子电池正极材料。

[0004] 中国专利CN101777636A公开了一种热解碳包覆磷酸铁锂复合材料的制备方法。采用纯相磷酸铁锂、掺碳和金属离子中一种或多种的磷酸铁锂中一种为原料，以葡萄糖、聚乙二醇、聚乙烯醇等有机物作为碳源，将以上原料与溶解有有机碳源的溶液或有机前躯体混合，置于热解搅拌反应釜中，于100～1000℃反应0.5～24h，将反应获得的粉体置于惰性气氛反应炉中于200～1000℃烧结1～10h，得到碳包覆磷酸铁锂。该方法制备的磷酸铁锂复合材料碳包覆层均一，包覆过程使得原料粒子构成二次粒子，提高了材料的充填密度和电化学性能。

[0005] 中国专利CN103346323A公开了一种以聚苯乙烯微球和聚乙二醇为碳源的碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法。首先合成聚苯乙烯微球，将合成的聚苯乙烯微球与聚乙二醇溶于去离子水中，然后将醋酸锂、硝酸铁、磷酸二氢铵按一定比例混合形成混合物，在一定温度下搅拌得到凝胶体，所得凝胶体在烘箱中恒温干燥、研磨，煅烧处理后得到碳包覆磷酸铁锂粉体材料。制备的碳包覆磷酸铁锂的粒径为200-400nm，颗粒细小、均匀、纯度高，增强了电子导电率和离子扩散率。

[0006] 中国专利CN103456924A公开了一种以高分子聚合物为碳源二次碳包覆磷酸铁锂复合物的制备方法，高分子聚合物为碳源碳包覆磷酸铁锂复合物是由锂源、铁源、磷源和葡萄糖置于溶剂中按摩尔比混合，经过研磨形成磷酸铁锂前驱浆料，磷酸铁锂前驱浆料经过干燥、预加热处理形成磷酸铁锂前驱体；将磷酸铁锂前驱体，高分子聚合物碳源和相容剂按照比例投入高速混料机中混合均匀；将上述混合物添加到塑料挤出机中熔融后挤出造粒；再将该复合物采用碳热还原法，在低氧气氛下恒温焙烧5～15小时后冷却到室温，得到高分子聚合物为碳源二次碳包覆的磷酸铁锂复合物。

发明内容

[0007] 本发明的目的是以离子液体聚合物代替葡萄糖等有机物作为碳源，提供一种碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法。

[0008] 本发明是一种碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法，以离子液体聚合物为碳源，其步骤为：

[0009] （1）磷酸铁锂表面改性：将磷酸铁锂与偶联剂以质量比1:1～1:20混合，并按质量比磷酸铁锂:乙醇=1:20～1:50加入乙醇，再按体积比氨水:乙醇=1:100～1:200加入浓氨水，30℃回流处理20～40h，然后过滤、洗涤，得到表面改性的磷酸铁锂粉体；

[0010] （2）磷酸铁锂表面包覆离子液体聚合物：在步骤（1）所得表面改性的磷酸铁锂粉体中按质量比磷酸铁锂:溶剂=1:20～1:50加入溶剂，超声分散20～60min；以质量比磷酸铁锂:有机物单体=10:1～1:10加入有机物单体，以质量比磷酸铁锂:离子液体=10:1～1:10加入离子液体单体；以引发剂与单体总质量比为0.01:1～0.1:1加入引发剂；以交联剂与单体总质量比为0.01:1～0.1:1加入交联剂；在惰性气体保护下，在常温～90℃下回流反应4～40h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂粉体；

[0011] （3）磷酸铁锂表面包覆碳：将步骤（2）所得离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂粉体在惰性气氛保护下加热至400～1000℃保温10～300min，得到碳包覆磷酸铁锂材料。

[0012] 本发明的有益效果是：采用硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂对磷酸铁锂进行表面改性，然后在磷酸铁锂表面包覆一层离子液体聚合物，再高温裂解得到碳包覆磷酸铁锂。采用离子液体聚合物作为碳源能够在金属氧化物表面得到氮或硼或磷掺杂的，且结构形貌可控的复合碳层。采用的硅烷偶联剂或钛酸酯偶联剂中的Ti4+或Si4+离子在高温裂解过程中进入磷酸铁锂晶格成为掺杂离子，Ti4+或Si4+离子掺杂有利于提高磷酸铁锂的电化学性能。本发明制备的碳包覆磷酸铁锂作为锂离子电池正极材料具有良好的循环性能和倍率性能。采用的工艺操作简单、易于控制。

附图说明

[0013] 图1为本发明的工艺流程图，图2为本发明合成的碳包覆磷酸铁锂的XRD图，图3为本发明合成的碳包覆磷酸铁锂的放电比容量循环曲线。

具体实施方式

[0014] 本发明是一种碳包覆磷酸铁锂材料的制备方法，以离子液体聚合物为碳源，其步骤为：

[0015] （1）磷酸铁锂表面改性：将磷酸铁锂与偶联剂以质量比1:1～1:20混合，并按质量比磷酸铁锂:乙醇=1:20～1:50加入乙醇，再按体积比氨水:乙醇=1:100～1:200加入浓氨水，30℃回流处理20～40h，然后过滤、洗涤，得到表面改性的磷酸铁锂粉体；

[0016] （2）磷酸铁锂表面包覆离子液体聚合物：在步骤（1）所得表面改性的磷酸铁锂粉体中按质量比磷酸铁锂:溶剂=1:20～1:50加入溶剂，超声分散20～60min；以质量比磷酸铁锂:有机物单体=10:1～1:10加入有机物单体，以质量比磷酸铁锂:离子液体=10:1～1:10加入离子液体单体；以引发剂与单体总质量比为0.01:1～0.1:1加入引发剂；以交联剂与单体总质量比为0.01:1～0.1:1加入交联剂；在惰性气体保护下，在常温～90℃下回流反应4～40h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂粉体；

[0017] （3）磷酸铁锂表面包覆碳：将步骤（2）所得离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂粉体在惰性气氛保护下加热至400～1000℃保温10～300min，得到碳包覆磷酸铁锂材料。

[0018] 以上所述的制备方法，所述的偶联剂为硅烷偶联剂KH-550，或者硅烷偶联剂KH-560，或者硅烷偶联剂KH-570，或者长效硅烷偶联剂CX-550，或者钛酸酯偶联剂XY-01，或者钛酸酯偶联剂XY-11，或者钛酸酯偶联剂XY-21，或者钛酸酯偶联剂XY-31，或者钛酸酯偶联剂XY-41。

[0019] 以上所述的制备方法，所述的溶剂为去离子水，或者甲醇，或者乙醇，或者丙酮，或者二氯甲烷，或者环乙烷，或者甲苯。

[0020] 以上所述的制备方法，所述的有机物单体为丙烯腈，或者苯乙烯，或者苯胺，或者甲基丙烯酸甲酯，或者甲基丙烯酸丁酯，或者醋酸乙烯酯，或者上述有机单体的组合。

[0021] 以上所述的制备方法，所述的离子液体为1-乙烯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[VMIm]BF4，或者1-乙烯基-3-甲基咪唑二腈胺盐[VMI]DCA，或者1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐，或者1-乙烯基-3-甲基咪唑溴盐[VMIm]Br，或者1-乙烯基-3-丁基咪唑四氟硼酸盐[VBIm]BF4，或者1-乙烯基-3-丁基咪唑三氟甲烷磺酰亚胺盐[VBIm]NTF2，或者1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐[AMIm]BF4，或者1-烯丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐[AMIm]PF6，或者1-烯丙基-3-乙烯基咪唑四氟硼酸盐[AVIm]BF4，或者1-烯丙基-3-己基咪唑双（三氟甲烷磺酰）亚胺盐[AHIm]NTF2，或者上述离子液体的组合。

[0022] 以上所述的制备方法，所述的引发剂为偶氮二异丁腈，或者过硫酸钾，或者过硫酸铵，或者过氧化二苯甲酰，或者上述引发剂的组合。

[0023] 以上所述的制备方法，所述的交联剂为聚乙二醇二丙烯酸酯，或者二乙烯基苯，或者二异氰酸酯，或者N,N-亚甲基双丙烯酰胺，或者过氧化二异丙苯，或者上述交联剂的组合。

[0024] 下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明，但本发明不局限于以下实施例。

[0025] 实施例1：将5.0g磷酸铁锂加入200mL乙醇中，加入50.0g偶联剂KH570和1.5mL氨水，30℃回流处理24h，过滤、洗涤得到表面改性的磷酸铁锂粉体；该粉体中再加入200mL乙醇并超声分散30min，然后加入9.0g丙烯腈、1.0g1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、0.04g偶氮二异丁腈和0.2g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA-200)，在惰性气体保护下，在70℃下回流反应6h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂。离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂在惰性气氛保护的管式炉中加热至650℃保温150min，得到碳包覆的Si4+掺杂磷酸铁锂粉体，如图2所示。

[0026] 所得磷酸铁锂正极材料的电池性能测试均采用CR2025扣式电池，在充满惰性气氛的手套箱中进行组装。负极采用金属锂片，电解液采用1mol.L-LiPF6/EC:DMC(1:1)，其中EC为碳酸乙烯酯，DMC为碳酸二甲酯。正极片制备工艺如下：将制备好的正极材料与导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF（聚偏二氟乙烯）按85:8:7混合均匀，加入适量NMP（N-甲基吡咯烷酮）在玛瑙研钵中研磨均匀，形成粘稠的胶状混合物，然后均匀涂布在0.02mm厚的铝箔上，置于120℃真空干燥20h，组装好的电池用蓝电电池测试系统进行充放电性能测试。充放电倍率为0.2C条件下，材料初始放电比容量为144.6mAh/g，50次循环容量保持率91.0%，如图3所示。

[0027] 实施例2：将5.0g磷酸铁锂加入200mL乙醇中，加入50.0g偶联剂KH570和1.5mL氨水，30℃回流处理24h，过滤、洗涤得到表面改性的磷酸铁锂粉体；该粉体中再加入200mL乙醇并超声分散30min，然后加入1.0g丙烯腈、9.0g1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、0.04g偶氮二异丁腈和0.2g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA-200)，在惰性气体保护下，在70℃下回流反应6h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂。离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂在惰性气氛保护的管式炉中加热至650℃保温150min，得到碳包覆的Si4+掺杂磷酸铁锂粉体。

[0028] 按照实施例1的方法组装电池，进行测试，充放电倍率为0.2C条件下，材料初始放电容量达到142.1mAh/g，经50次循环容量保持率89.7%。

[0029] 实施例3：将5.0g磷酸铁锂加入200mL乙醇中，加入50.0g偶联剂XY-11和1.5mL氨水，30℃回流处理24h，过滤、洗涤得到表面改性的磷酸铁锂粉体；该粉体中再加入200mL乙醇并超声分散30min，然后加入9.0g丙烯腈、1.0g1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、0.04g偶氮二异丁腈和0.2g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA-200)，在惰性气体保护下，在70℃下回流反应6h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂。离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂在惰性气氛保护的管式炉中加热至650℃保温150min，得到碳包覆的Ti4+掺杂磷酸铁锂粉体。

[0030] 按照实施例1的方法组装电池，进行测试，充放电倍率为0.2C条件下，材料初始放电容量达到149.2mAh/g，经50次循环容量保持率87.4%。

[0031] 实施例4：将5.0g磷酸铁锂加入200mL乙醇中，加入50.0g偶联剂KH570和1.5mL氨水，30℃回流处理24h，过滤、洗涤得到表面改性的磷酸铁锂粉体；该粉体中再加入200mL乙醇并超声分散30min，然后加入9.0g丙烯腈、1.0g1-乙烯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、0.04g偶氮二异丁腈和0.2g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA-200)，在惰性气体保护下，在70℃下回流反应6h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂。离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂在惰性气氛保护的管式炉中加热至650℃保温150min，得到碳包覆的Si4+掺杂磷酸铁锂粉体。

[0032] 按照实施例1的方法组装电池，进行测试，充放电倍率为0.2C条件下，材料初始放电容量达到141.3mAh/g，经50次循环容量保持率89.6%。

[0033] 实施例5：将5.0g磷酸铁锂加入200mL乙醇中，加入50.0g偶联剂KH570和1.5mL氨水，30℃回流处理24h，过滤、洗涤得到表面改性的磷酸铁锂粉体；该粉体中再加入200mL乙醇并超声分散30min，然后加入9.0g丙烯腈、1.0g1-乙烯基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐、0.04g偶氮二异丁腈和0.2g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA-200)，在惰性气体保护下，在70℃下回流反应6h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂。离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂在惰性气氛保护的管式炉中加热至650℃保温150min，得到碳包覆的Si4+掺杂磷酸铁锂粉体。

[0034] 按照实施例1的方法组装电池，进行测试，充放电倍率为0.2C条件下，材料初始放电容量达到138.5mAh/g，经50次循环容量保持率85.4%。

[0035] 实施例6：将5.0g磷酸铁锂加入200mL乙醇中，加入50.0g偶联剂KH570和1.5mL氨水，30℃回流处理24h，过滤、洗涤得到表面改性的磷酸铁锂粉体；该粉体中再加入200mL乙醇并超声分散30min，然后加入5.0g丙烯腈、3.0g1-乙烯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、2.0g1-乙烯基-3-丁基咪唑三氟甲烷磺酰亚胺盐、0.04g偶氮二异丁腈和0.2g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA-200)，在惰性气体保护下，在70℃下回流反应6h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂。离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂在惰性气氛保护的管式炉中加热至650℃保温150min，得到碳包覆的Si4+掺杂磷酸铁锂粉体。

[0036] 按照实施例1的方法组装电池，进行测试，充放电倍率为0.2C条件下，材料初始放电容量达到142.5mAh/g，经50次循环容量保持率86.3%。

[0037] 实施例7：将5.0g磷酸铁锂加入200mL乙醇中，加入50.0g偶联剂KH570和1.5mL氨水，30℃回流处理24h，过滤、洗涤得到表面改性的磷酸铁锂粉体；该粉体中再加入200mL乙醇并超声分散30min，然后加入3.0g丙烯腈、3.0g苯乙烯、4.0g1-乙烯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、0.04g偶氮二异丁腈和0.2g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA-200)，在惰性气体保护下，在70℃下回流反应6h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂。离子液体聚合物包覆的磷酸铁
4+
锂在惰性气氛保护的管式炉中加热至750℃保温150min，得到碳包覆的Si 掺杂磷酸铁锂粉体。

[0038] 按照实施例1的方法组装电池，进行测试，充放电倍率为0.2C条件下，材料初始放电容量达到141.3mAh/g，经50次循环容量保持率89.6%。

[0039] 实施例8：将5.0g磷酸铁锂加入200mL乙醇中，加入50.0g偶联剂KH570和1.5mL氨水，30℃回流处理24h，过滤、洗涤得到表面改性的磷酸铁锂粉体；该粉体中再加入200mL乙醇并超声分散30min，然后加入9.0g苯乙烯、1.0g1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、0.04g偶氮二异丁腈和0.2g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA-200)，在惰性气体保护下，在70℃下回流反应24h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂。离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂在惰性气氛保护的管式炉中加热至750℃保温150min，得到碳包覆的Si4+掺杂磷酸铁锂粉体。

[0040] 按照实施例1的方法组装电池，进行测试，充放电倍率为0.2C条件下，材料初始放电容量达到147.8mAh/g，经50次循环容量保持率82.4%。

[0041] 实施例9：将5.0g磷酸铁锂加入200mL乙醇中，加入50.0g偶联剂KH570和1.5mL氨水，30℃回流处理24h，过滤、洗涤得到表面改性的磷酸铁锂粉体；该粉体中再加入200mL乙醇并超声分散30min，然后加入9.0g丙烯腈、1.0g1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、0.03g过硫酸铵和0.2g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA-200)，在惰性气体保护下，在70℃下回流反应10h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂。离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂在惰性气氛保护的管式炉中加热至650℃保温150min，得到碳包覆的Si4+掺杂磷酸铁锂粉体。

[0042] 按照实施例1的方法组装电池，进行测试，充放电倍率为0.2C条件下，材料初始放电容量达到132mAh/g，经50次循环容量保持率82.4%。

[0043] 实施例10：将5.0g磷酸铁锂加入200mL乙醇中，加入50.0g偶联剂KH570和1.5mL氨水，30℃回流处理24h，过滤、洗涤得到表面改性的磷酸铁锂粉体；该粉体中再加入200mL乙醇并超声分散30min，然后加入9.0g丙烯腈、1.0g1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、0.04g偶氮二异丁腈和0.2gN,N-亚甲基双丙烯酰胺，在惰性气体保护下，在70℃下回流反应6h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂。离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂在惰性气氛保护的管4+
式炉中加热至650℃保温150min，得到碳包覆的Si 掺杂磷酸铁锂粉体。

[0044] 按照实施例1的方法组装电池，进行测试，充放电倍率为0.2C条件下，材料初始放电容量达到139.7mAh/g，经50次循环容量保持率90.4%。

[0045] 实施例11：将5.0g磷酸铁锂加入200mL乙醇中，加入50.0g偶联剂KH570和1.5mL氨水，30℃回流处理24h，过滤、洗涤得到表面改性的磷酸铁锂粉体；该粉体中再加入200mL乙醇并超声分散30min，然后加入9.0g丙烯腈、1.0g1-烯丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、0.04g偶氮二异丁腈和0.2g聚乙二醇二丙烯酸酯(PEGDA-200)，在惰性气体保护下，在70℃下回流反应6h，得到离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂。离子液体聚合物包覆的磷酸铁锂在惰性气氛保护的微波中800W加热30min，得到碳包覆的Si4+掺杂磷酸铁锂粉体。

[0046] 按照实施例1的方法组装电池，进行测试，充放电倍率为0.2C条件下，材料初始放电容量达到140.5mAh/g，经50次循环容量保持率90.1%。