[发明专利]一种磷酸铁锂/钴酸锂复合正极的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷酸铁锂/钴酸锂复合正极的制备方法，用于锂离子电池，属新能源材料领域。

背景技术

世界能源危机和环境保护成为人们关注的主要问题，寻找新型清洁型能源成为焦点。作为新能源之一的锂离子因其具有能量高，安全性能好，成本低廉，对环境友好等优点而成为人们研究的热点。电池磷酸铁锂正极材料由于其出众的安全性和便宜的价格等优点，在动力型电池应用方面具有非常诱人的前景，被认为是标志着锂离子电池一个新时代的到来。

LiFePO₄大规模应用最大的障碍是其离子传导率和电子传导率比较低，导致大电流放电性能比较差。目前改善LiFePO₄导电性能的研究主要集中在碳包覆及金属粒子掺杂两方面。对材料进行碳包覆能在晶粒表面形成碳包覆层，提高电子电导率，阻止晶粒长大，但是这种表面修饰工艺不能从根本上改善材料的结构，阻碍了LiFePO4性能的进一步提高。为了兼顾材料本身的性能优点，并且同时提高材料的电导率，复合电极的研究也渐渐被关注。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明所要解决的技术问题是，提供一种采用金属粒子掺杂方式，有效提高磷酸铁锂材料正极的电导率、避免碳包覆过程中高温对碳损失的影响，从根本上阻止晶粒长大，并且工艺简单、成本低廉、效率高的磷酸铁锂/钴酸锂复合正极的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种磷酸铁锂/钴酸锂复合正极的制备方法，包括以下步骤：

(1)、首先根据重量比磷酸铁锂∶PVDF∶SP＝93∶3.5∶3.5的比例准确称取磷酸铁锂、PVDF、SP，并加入5-20wt％的钴酸锂；

(2)、将步骤(1)中称取的配料混合搅拌4～8小时，并用涂布机均匀涂布制成电极片；

(3)、将步骤(2)得到的电极片放入真空干燥箱中在100℃～110℃下干燥11～13小时。

上述的磷酸铁锂/钴酸锂复合正极的制备方法，所述钴酸锂加入量比例为10wt％。

上述的磷酸铁锂/钴酸锂复合正极的制备方法，所述配料混合搅拌时间为5小时。

上述的磷酸铁锂/钴酸锂复合正极的制备方法，所述电极片放入真空干燥箱内干燥温度105℃，干燥时间12小时。

本发明一种磷酸铁锂/钴酸锂复合正极的制备方法的优点是：在磷酸铁锂中按比例加入SP，提高了电极的导电性、加入PVDF，提高了正极涂层的粘合强度和牢固度，采用金属离子钴的掺杂方式，大大提高了磷酸铁锂材料正极的电导率，并且避免了碳包覆过程中高温对碳损失的影响和生产的复杂过程；该方法简单，能耗低，效率高；原料易得，成本低。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明；

本发明中，PVDF为化学领域常用的聚偏氟乙烯，具有机械强度高，耐辐照性好。具有良好的化学稳定性，在室温下不被酸、碱、强氧化剂和卤素所腐蚀，大大提高了涂层的牢固及整体粘合度。

SP作为导电剂其全称为Super p，本发明采用上海和氏璧化工有限公司生产的SP。

其具有提高电极导电性的作用。

实施例1

首先根据重量比称取磷酸铁锂297.6克，PVDF11.2克，SP11.2克，并加入16克的钴酸锂；将称取的配料混合搅拌4小时，并用涂布机均匀涂布制成电极片；将得到的电极片放入真空干燥箱中在100℃下干燥11小时，备用。作为正极制作电池。以金属锂片作负极，电解液1MliPF₆/EC∶DEC(1∶1)，常温下0.1C充放，经检测，该磷酸铁锂正极的电导率为1.3×10^-3mS/m，电池初始容量144mAh/g(2.5-4.3V)，300次循环容量保持率92％。

实施例2

首先根据重量比称取磷酸铁锂297.6克，PVDF11.2克，SP11.2克，并加入32克的钴酸锂；将称取的配料混合搅拌6小时，并用涂布机均匀涂布制成电极片；将得到的电极片放入真空干燥箱中在105℃下干燥12小时，备用。以金属锂片作负极，电解液1MliPF₆/EC∶DEC(1∶1)，常温下0.1C充放，经检测，该磷酸铁锂正极的电导率为1.4×10^-3mS/m，电池初始容量150mAh/g(2.5-4.3V)，300次循环容量保持率90％。

实施例3