一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料及其制备方法,该制备方法包括以下步骤:(1)含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液配制；(2)含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液配制；(3)纳米纤维无纺布的静电纺丝制备：将含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液和铁盐聚丙烯腈纺丝溶液分别注入两个纺丝注射器并摆放于纺丝设备内,静电纺丝得纳米纤维无纺布；(4)纳米纤维无纺布的碳化得磷酸铁锂碳纳米复合材料；(5)后处理：将磷酸铁锂碳纳米复合材料加入到锰盐水溶液中,分散后,进行后续一系列烘干处理,即得。有益效果为,分别配制锂盐和亚铁盐溶液，然后再通过静电纺丝将其交错均匀复合，可保证产品性能均一稳定，同时有利于原料回收；锰盐后处理,有利于能量密度提升。

权利要求

1.一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液配制：将锂盐及磷酸加入浓度为5～15wt％的聚丙烯腈的DMF溶液中，锂盐中的锂与聚丙烯腈的DMF溶液的质量比为3～10:100，磷酸与聚丙烯腈的DMF溶液的质量比为0.5～1.5:100,充分搅拌后脱泡，得含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液；

(2)含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液配制：将亚铁盐及磷酸加入浓度为5～15wt％的聚丙烯腈的DMF溶液中，亚铁盐中的铁与聚丙烯腈的DMF溶液的质量比为3～10:100，磷酸与聚丙烯腈的DMF溶液的质量比为0.5～1.5:100,充分搅拌后脱泡，得含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液；

(3)纳米纤维无纺布的静电纺丝制备：将含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液和含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液分别注入两个纺丝注射器并摆放于纺丝设备内，水平电纺，调整电压为10～

30kV；两个独立的喷丝头到滚筒接收装置的距离为10～30cm；静电纺丝时，两个喷丝头纺丝溶液的流量均为1～3mL/h，滚筒接收装置的旋转速度为50～150rad/min，静电纺丝完成后，在旋转的接收装置上收集到纳米纤维无纺布；

(4)纳米纤维无纺布的碳化：将纳米纤维无纺布在空气中275～285℃预氧化1.5～

2.5h，在N2氛围下，以1.5～2.5℃/min的速度升温至800～900℃并保持5～8h，在N2氛围下自然冷却至室温，得到磷酸铁锂碳纳米复合材料；

(5)磷酸铁锂碳纳米复合材料后处理：将磷酸铁锂碳纳米复合材料加入到浓度为5～

15wt％的锰盐水溶液中，磷酸铁锂碳纳米复合材料与锰盐水溶液中锰的质量比为1:1，超声分散5～10h，取出烘干；在N2氛围下，将烘干后的材料以1.5～2.5℃/min的速度升温至800～900℃并保持5～8h，在N2氛围下自然冷却至室温，即得磷酸铁锂正极材料。

2.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液和含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液中锂离子与亚铁离子的质量浓度相同。

3.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈的DMF溶液的配制过程如下：将聚丙烯腈溶于DMF中，在70～80℃下搅拌15～20h，即得。

4.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述锂盐为硝酸锂和醋酸锂中的一种或两种任意比例的混合。

5.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述亚铁盐为硝酸亚铁、醋酸亚铁和硫酸亚铁中的一种或多种任意比例的混合。

6.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述聚丙烯腈的数均摩尔质量为1.5×105～2.5×105g·mol-1。

7.根据权利要求1所述的一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于，所述锰盐为醋酸锰、硫酸锰和硝酸锰中的任一种或多种任意比例的混合。

8.一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料，其特征在于，通过权利要求1至7任一项所述的方法制备得到。

说明书

一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及锂离子电池正极材料，具体来说涉及一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料及其制备方法，属于动力电池技术领域。

背景技术

[0002] 21世纪人类面临着能源危机和环境污染两个严峻问题，因此清洁可再生新能源的开发与研究具有深远意义。其中，各类汽车占石油消耗量的40％左右，全球大气污染42％来自于交通车辆的排放。2010年6月1日，国家发改委等四部委联合出台《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》，确定在上海、长春、深圳、杭州、合肥5座城市启动私人购买新能源汽车补贴试点。2013年7月12日，国务院总理李克强主持召开国务院常务会议，提出政府公务用车、公交车率先推广使用新能源汽车，再度强调了中央政府对新能源汽车的支持。世界各国对发展电动汽车非常重视，我国863计划中也将发展电动车列为重要发展方向。作为车载动力的动力电池的研究，成为动力汽车发展的主要瓶颈。目前动力电池主要的候选者有镍氢电池，锂离子电池和燃料电池。基于性价比的考虑，锂离子电池具有较大的优势。锂离子电池作为储能材料相比传统电池具有电压高、比容量大、循环寿命长和安全性能好的优点，被广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、航空航天和军事工程等领域，具有广阔的应用前景和巨大的经济效益。

[0003] 锂离子电池作为一种绿色环保的高性能二次电池，具有能量密度高、平均输出电压高、输出功率大、自放电小、充放电效率高、无记忆效应等优点，在各种便携式电子产品、通讯工具、电动汽车以及混合动力汽车中得到越来越多的应用。锂离子电池自商品化以来，正极材料的研究始终是该领域研究的热点。锂离子电池的正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、三元材料、磷酸铁锂等。其中磷酸铁锂具有无毒、无污染、安全性能好、原材料来源广泛、价格便宜，寿命长等优点，成为了新一代锂离子电池的理想正极材料。合成磷酸铁锂的常用方法有高温固相法、溶胶-凝胶法和水热法等。这几种方法虽各有优点，但也存在一些明显的缺陷。如，高温固相法合成磷酸铁锂颗粒的粒径较大，充放电性能不太理想；溶胶-凝胶法的工艺相对复杂，生产成本较高；水热法虽可控制粒径，但工业生产的难度较大。另一方面，磷酸铁锂本身导电性差，锂离子扩散慢造成电池高倍率充放电时，实际比容量低，充电速率慢，续航能力短等缺点，这些缺点也阻碍了磷酸铁锂材料的应用。

[0004] 因此，十分有必要开发新的磷酸铁锂复合材料及其制备技术来提高磷酸铁锂的综合性能，促进其大规模工业化应用。

发明内容

[0005] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料的制备方法，制备的磷酸铁锂正极材料实际比容量高、导电性好、充电速率快、续航能力强。

[0006] 为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案：

[0007] 本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料的制备方法，其包括如下步骤：

[0008] (1)含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液配制：将锂盐及磷酸加入浓度为5～15wt％的聚丙烯腈的DMF溶液中，锂盐中锂与聚丙烯腈的DMF溶液的质量比为3～10:100，磷酸与聚丙烯腈的DMF溶液的质量比为0.5～1.5:100,充分搅拌后脱泡，得含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液；

[0009] (2)含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液配制：配制方法及原料用量与步骤(1)相同，仅将锂盐替换为亚铁盐，得含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液；

[0010] (3)纳米纤维无纺布的静电纺丝制备：将含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液和铁盐聚丙烯腈纺丝溶液分别注入两个纺丝注射器并摆放于纺丝设备内，水平电纺，调整电压为10～30kV；两个独立的喷丝头到滚筒接收装置的距离为10～30cm；静电纺丝时，两个喷丝头纺丝溶液的流量均为1～3mL/h，滚筒接收装置的旋转速度为50～150rad/min，静电纺丝完成后，在旋转的接收装置上收集到纳米纤维无纺布；

[0011] (4)纳米纤维无纺布的碳化：将纳米纤维无纺布在空气中275～285℃预氧化1.5～2.5h，在N2氛围下，以1.5～2.5℃/min的速度升温至800～900℃并保持5～8h，在N2氛围下自然冷却至室温，得到磷酸铁锂碳纳米复合材料；

[0012] (5)磷酸铁锂碳纳米复合材料后处理：将磷酸铁锂碳纳米复合材料加入到浓度为5～15wt％的锰盐水溶液中，磷酸铁锂碳纳米复合材料与锰盐水溶液中锰的质量比为1:1，超声分散5～10h，取出烘干；在N2氛围下，将烘干后的材料以1.5～2.5℃/min的速度升温至800～900℃并保持5～8h，在N2氛围下自然冷却至室温，即得磷酸铁锂碳纳米正极材料。

[0013] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

[0014] 优选的，步骤(1)和步骤(2)中得到的含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液和含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液中锂离子与亚铁离子的浓度相同。

[0015] 具体的，所述聚丙烯腈的DMF溶液的配制过程如下：将聚丙烯腈溶于DMF中，在70～80℃下搅拌15～20h，即得。

[0016] 较佳的，所述锂盐为硝酸锂和醋酸锂中的一种或两种任意比例的混合。

[0017] 较佳的，所述亚铁盐为硝酸亚铁、醋酸亚铁和硫酸亚铁中的一种或多种任意比例的混合。

[0018] 较佳的，所述聚丙烯腈的数均摩尔质量为1.5×105～2.5×105g·mol-1。

[0019] 较佳的，所述锰盐为醋酸锰、硫酸锰和硝酸锰中的任一种或多种任意比例的混合。

[0020] 此外，本发明还提供一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料，其通过上述方法制备得到。

[0021] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0022] (1)分别配制锂盐和亚铁盐的聚丙烯腈溶液，然后再通过静电纺丝的方法将其交错均匀复合，能够保证磷酸铁锂正极材料的均一稳定性，同时锂盐和铁盐是分开的，有利于原料回收；

[0023] (2)制备过程中纳米纤维无纺布的碳化步骤，有利于提高磷酸铁锂与电解液的接触面积，提高充电速率，并且碳化后的聚丙烯腈，进一步提升材料的克容量和导电性。

[0024] (3)在后处理步骤中，通过在磷酸铁锂材料晶格中掺杂适量的锰，其可提高材料的平均电压，从而提升材料的能量密度。

[0025] (4)本发明的提供的制备方法，工艺简单，成本低，效率高，安全环保，适合规模化生产。

附图说明

[0026] 图1为进行静电纺丝时滚筒收集装置及分居其两侧的纺丝注射器的结构示意图；

[0027] 图2为本发明实施例1制备的磷酸铁锂碳纳米正极材料的SEM图。

具体实施方式

[0028] 以下结合附图及具体实施例对本发明提供的技术方案作进一步的详细描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

[0029] 实施例1

[0030] 一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：

[0031] (1)含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液的配制

[0032] (a)将数均摩尔质量为1.5×105g·mol-1的聚丙烯腈粉末溶于N,N’-二甲基甲酰胺溶剂(DMF)中，在70℃下搅拌15h，配制成质量分数为5％的聚丙烯腈溶液；

[0033] (b)将硝酸锂和磷酸加入到聚丙烯腈溶液中，硝酸锂中锂与聚丙烯腈溶液的质量比为6:100，磷酸与聚丙烯腈溶液的质量比为1:100，磁力搅拌8h，超声脱泡20min，得到均匀透明的含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液；

[0034] (2)含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液的配制

[0035] (c)将数均摩尔质量为1.5×105g·mol-1的聚丙烯腈粉末溶于N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中，在70℃下搅拌15h，配制成质量分数为5％的聚丙烯腈溶液；

[0036] (d)将硝酸亚铁和磷酸加入到聚丙烯腈溶液中，硝酸亚铁中亚铁与聚丙烯腈溶液的质量比为3:100，磷酸与聚丙烯腈溶液的质量比为0.5:100，磁力搅拌8h，超声脱泡20min，得到均匀透明的含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液；

[0037] (3)静电纺丝制备纳米纤维膜

[0038] 将含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液和铁盐聚丙烯腈纺丝溶液分别注入两个纺丝注射器，摆放于纺丝设备内，水平电纺(装置示意图如图1)，调整电压为10kV；两个独立的喷丝头到滚筒接收装置的距离为10cm；喷丝头纺丝溶液的流量为1mL/h，滚筒接收装置的旋转速度为50rad/min，同时启动两台纺丝装置和旋转的接收装置进行静电纺丝，在旋转的接收装置上收集到纳米纤维无纺布；

[0039] (4)纳米纤维无纺布的碳化

[0040] 将纳米纤维在空气中280℃预氧化2h，在N2氛围下，以2℃min-1的速度升温至800℃并保持5h，在N2氛围下自然冷却至室温，得到磷酸铁锂碳纳米复合材料；

[0041] (5)磷酸铁锂碳纳米复合材料后处理

[0042] (e)将步骤(4)制得的磷酸铁锂碳纳米复合材料加入到质量分数为5％的醋酸锰水溶液中，磷酸铁锂碳纳米复合材料与醋酸锰水溶中锰的质量比为1:1，超声分散5h，取出烘干；

[0043] (f)在N2氛围下，将步骤(e)得到材料以2℃min-1的速度升温至800℃并保持5h，在N2氛围下自然冷却至室温，得到磷酸铁锂碳纳米正极材料。

[0044] 对实施例1制备获得的磷酸铁锂碳纳米正极材料用扫描电镜观察其表面形貌，结果如图2所示，由图中可见其微观尺寸较为均一。

[0045] 实施例2

[0046] 一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：

[0047] (1)含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液的配制

[0048] (a)将数均摩尔质量为2×105g·mol-1聚丙烯腈粉末溶于N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中，在75℃下搅拌18h，配制成质量分数为10％的聚丙烯腈溶液；

[0049] (b)将醋酸锂和磷酸加入到聚丙烯腈溶液中，醋酸锂中锂与聚丙烯腈溶液的质量比为3:100，磷酸与聚丙烯腈溶液的质量比为0.5:100，磁力搅拌10h，超声脱泡25min，得到均匀透明的含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液；

[0050] (2)含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液的配制

[0051] (c)将数均摩尔质量为2×105g·mol-1聚丙烯腈粉末溶于N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中，在75℃下搅拌18h，配制成质量分数为10％的聚丙烯腈溶液；

[0052] (d)将醋酸亚铁和磷酸加入到聚丙烯腈溶液中，醋酸亚铁中亚铁与聚丙烯腈溶液的质量比为6:100，磷酸与聚丙烯腈溶液的质量比为1:100，磁力搅拌10h，超声脱泡25min，得到均匀透明的含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液；

[0053] (3)静电纺丝制备纳米纤维膜

[0054] 将含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液和铁盐聚丙烯腈纺丝溶液分别注入纺丝注射器，摆放于纺丝设备内，水平电纺(装置示意图如图1)，调整电压为20kV；两个独立的喷丝头到滚筒接收装置的距离为20cm；喷丝头纺丝溶液的流量为2mL/h，滚筒接收装置的旋转速度为100rad/min，同时启动两台纺丝装置和旋转的接收装置进行静电纺丝，在旋转的接收装置上收集到纳米纤维无纺布；

[0055] (4)纳米纤维无纺布的碳化

[0056] 将纳米纤维在空气中280℃预氧化2h，在N2氛围下，以2℃min-1的速度升温至850℃并保持6h，在N2氛围下自然冷却至室温，得到磷酸铁锂碳纳米复合材料；

[0057] (5)磷酸铁锂碳纳米复合材料后处理

[0058] (e)将步骤(4)制得的磷酸铁锂碳纳米复合材料加入到质量分数为10％的硫酸锰水溶液中，磷酸铁锂碳纳米复合材料与锰盐水溶液中锰的质量比为1:1，超声分散8h，取出烘干；

[0059] (f)在N2氛围下，将步骤(e)得到材料以2℃min-1的速度升温至850℃并保持6h，在N2氛围下自然冷却至室温，得到磷酸铁锂碳纳米正极材料。

[0060] 实施例3

[0061] 一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：

[0062] (1)含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液的配制

[0063] (a)将数均摩尔质量为2×105g·mol-1聚丙烯腈粉末溶于N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中，在75℃下搅拌15h，配制成质量分数为15％的聚丙烯腈溶液；

[0064] (b)将硝酸锂和磷酸加入到聚丙烯腈溶液中，硝酸锂中锂与聚丙烯腈溶液的质量比为8:100，磷酸与聚丙烯腈溶液的质量比为1.5:100，磁力搅拌12h，超声脱泡30min，得到均匀透明的含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液；

[0065] (2)含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液的配制

[0066] (c)将数均摩尔质量为2×105g·mol-1聚丙烯腈粉末溶于N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中，在75℃下搅拌15h，配制成质量分数为15％的聚丙烯腈溶液；

[0067] (d)将硫酸亚铁和磷酸加入到聚丙烯腈溶液中，硫酸亚铁中亚铁与聚丙烯腈溶液的质量比为8:100，磷酸与聚丙烯腈溶液的质量比为1.5:100，磁力搅拌12h，超声脱泡30min，得到均匀透明的含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液；

[0068] (3)静电纺丝制备纳米纤维膜

[0069] 将含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液和铁盐聚丙烯腈纺丝溶液分别注入纺丝注射器，摆放于纺丝设备内，水平电纺(装置示意图如图1)，调整电压为30kV；两个独立的喷丝头到滚筒接收装置的距离为30cm；喷丝头纺丝溶液的流量为3mL/h，滚筒接收装置的旋转速度为150rad/min，同时启动两台纺丝装置和旋转的接收装置进行静电纺丝，在旋转的接收装置上收集到纳米纤维无纺布；

[0070] (4)纳米纤维无纺布的碳化

[0071] 将纳米纤维在空气中280℃预氧化2h，在N2氛围下，以2℃min-1的速度升温至900℃并保持8h，在N2氛围下自然冷却至室温，得到磷酸铁锂碳纳米复合材料；

[0072] (5)磷酸铁锂碳纳米复合材料后处理

[0073] (e)将步骤(4)制得的磷酸铁锂碳纳米复合材料加入到质量分数为15％的硝酸锰水溶液中，磷酸铁锂碳纳米复合材料与锰盐中锰的质量比为1:1，超声分散10h，取出烘干；

[0074] (f)在N2氛围下，将步骤(e)得到材料以2℃min-1的速度升温至900℃并保持8h，在N2氛围下自然冷却至室温，得到磷酸铁锂碳纳米正极材料。

[0075] 实施例4

[0076] 一种高能量密度锂电池磷酸铁锂正极材料的制备方法，包括如下步骤：

[0077] (1)含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液的配制

[0078] (a)将数均摩尔质量为2.5×105g·mol-1聚丙烯腈粉末溶于N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中，在75℃下搅拌18h，配制成质量分数为10％的聚丙烯腈溶液；

[0079] (b)将醋酸锂和磷酸加入到聚丙烯腈溶液中，醋酸锂中锂与聚丙烯腈溶液的质量比为10:100，磷酸与聚丙烯腈溶液的质量比为1:100，磁力搅拌10h，超声脱泡25min，得到均匀透明的含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液；

[0080] (2)含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液的配制

[0081] (c)将数均摩尔质量为2.5×105g·mol-1聚丙烯腈粉末溶于N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中，在75℃下搅拌18h，配制成质量分数为10％的聚丙烯腈溶液；

[0082] (d)将硫酸亚铁和磷酸加入到聚丙烯腈溶液中，硫酸亚铁中亚铁与聚丙烯腈溶液的质量比为10:100，磷酸与聚丙烯腈溶液的质量比为1.5:100，磁力搅拌10h，超声脱泡25min，得到均匀透明的含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液；

[0083] (3)静电纺丝制备纳米纤维膜

[0084] 将含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液和铁盐聚丙烯腈纺丝溶液分别注入纺丝注射器，摆放于纺丝设备内，水平电纺(装置示意图如图1)，调整电压为25kV；两个独立的喷丝头到滚筒接收装置的距离为25cm；喷丝头纺丝溶液的流量为2mL/h，滚筒接收装置的旋转速度为100rad/min，同时启动两台纺丝装置和旋转的接收装置进行静电纺丝，在旋转的接收装置上收集到纳米纤维无纺布；

[0085] (4)纳米纤维无纺布的碳化

[0086] 将纳米纤维在空气中280℃预氧化2h，在N2氛围下，以2℃min-1的速度升温至900℃并保持5h，在N2氛围下自然冷却至室温，得到磷酸铁锂碳纳米复合材料；

[0087] (5)磷酸铁锂碳纳米复合材料后处理

[0088] (e)将步骤(4)制得的磷酸铁锂碳纳米复合材料加入到质量分数为10％的醋酸锰水溶液中，磷酸铁锂碳纳米复合材料与锰盐中锰的质量比为1:1，超声分散8h，取出烘干；

[0089] (f)在N2氛围下，将步骤(e)得到材料以2℃min-1的速度升温至900℃并保持8h，在N2氛围下自然冷却至室温，得到磷酸铁锂碳纳米正极材料。

[0090] 对比例1

[0091] 一种磷酸铁锂正极材料，其制备方法包括如下步骤：

[0092] (1)含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液的配制

[0093] (a)将数均摩尔质量为1.5×105g·mol-1的聚丙烯腈粉末溶于N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中，在70℃下搅拌15h，配制成质量分数为5％的聚丙烯腈溶液；

[0094] (b)将硝酸锂和磷酸加入到聚丙烯腈溶液中，硝酸锂中锂与聚丙烯腈溶液的质量比为6:100，磷酸与聚丙烯腈溶液的质量比为1:100，磁力搅拌8h，超声脱泡20min，得到均匀透明的含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液；

[0095] (2)含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液的配制

[0096] (c)将数均摩尔质量为1.5×105g·mol-1的聚丙烯腈粉末溶于N,N’-二甲基甲酰胺溶剂中，在70℃下搅拌15h，配制成质量分数为5％的聚丙烯腈溶液；

[0097] (d)将硝酸亚铁和磷酸加入到聚丙烯腈溶液中，硝酸亚铁中亚铁与聚丙烯腈溶液的质量比为3:100，磷酸与聚丙烯腈溶液的质量比为0.5:100，磁力搅拌8h，超声脱泡20min，得到均匀透明的含亚铁盐聚丙烯腈纺丝溶液；

[0098] (3)静电纺丝制备纳米纤维无纺布

[0099] 将含锂盐聚丙烯腈纺丝溶液和铁盐聚丙烯腈纺丝溶液分别注入纺丝注射器，摆放于纺丝设备内，水平电纺(装置示意图如图1)，调整电压为10kV；两个独立的喷丝头到滚筒接收装置的距离为10cm；喷丝头纺丝溶液的流量为1mL/h，滚筒接收装置的旋转速度为50rad/min，同时启动两台纺丝装置和旋转的接收装置进行静电纺丝，在旋转的接收装置上收集到纳米纤维无纺布；

[0100] (4)纳米纤维无纺布的碳化

[0101] 将纳米纤维在空气中280℃预氧化2h，在N2氛围下，以2℃min-1的速度升温至800℃并保持5h，在N2氛围下自然冷却至室温，得到磷酸铁锂正极材料。

[0102] 性能检测：

[0103]检测项目 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
克容量(mAh/g) 160 160.5 161 160.5 150
压实密度(g/cm3) 2.39 2.40 2.41 2.40 2.29
循环寿命(次) 2200 2200 2200 2200 2000
容量保持率 89％ 90％ 91％ 90％ 80％

[0104] 由上表可知，本发明提供的制备方法可以得到克容量高、压实密度大、循环寿命长和容量保持率高的性能优良的具有实用价值的磷酸铁锂正极材料；对比例1与实施例1相比，缺少锰盐溶液的后处理，从上表可见对比例1得到的正极材料的性能明显下降。

[0105] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。