[发明专利]泡沫镍集流体磷酸铁锂/石墨烯复合材料电极片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种泡沫镍集流体磷酸铁锂/石墨烯复合材料电极片的制备方法，涉及电化学技术领域。本发明方法包括以下步骤：将碳酸锂、草酸亚铁、磷酸氢二铵和蔗糖混合烧制成碳包覆的磷酸铁锂前躯体；向所述磷酸铁锂前躯体加入石墨烯进行固相粉体混合，得到磷酸铁锂/石墨烯复合材料；将所述磷酸铁锂/石墨烯、乙炔黑、聚偏氟乙烯和N‑甲基吡咯烷酮溶剂混合搅拌，得到混合浆料；将所述混合浆料滴于三维泡沫镍上制得锂电池正极片；对所述锂电池正极片先进行红外灯照射，再进行真空干燥，最后压片，获得泡沫镍集流体磷酸铁锂/石墨烯复合材料电极片。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，尤其涉及一种泡沫镍集流体磷酸铁锂/石墨烯复合材料电极片及其制备方法。

背景技术

磷酸铁锂材料作为锂离子电池的正极材料具有原料来源丰富、绿色环保、理论比容量高、长寿命和安全好等优点，使之成为新能源动力汽车领域理想的电极材料。但由于磷酸铁锂纯相是绝缘体，其离子迁移率和电子电导率非常低，影响其本身的电导率。石墨烯是由单层碳原子紧密堆积的六方晶格结构的碳质材料，具有优异的电学、力学和光学性能，使其在复合材料、电子器件及能源存储等领域获得广泛的应用。

传统的锂离子电池集流体为铝箔，其表面可以承载正极活性物质，可将产生的电子汇聚成外电路电流。但如果活性物质和铝箔之间的粘结力较差，将会导致极大的内阻和极化现象，使得电池的循环效率降低。二维结构与三维结构相比，三维结构可以有效的利用其三维空间，扩大电解液与活性物质的接触面积。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种泡沫镍集流体磷酸铁锂/石墨烯复合材料电极片及其制备方法，主要目的是获得一种新型磷酸铁锂/石墨烯复合材料。

为达到上述目的，本发明主要提供了如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种泡沫镍集流体磷酸铁锂/石墨烯复合材料电极片的制备方法，包括以下步骤：

将碳酸锂、草酸亚铁、磷酸氢二铵和蔗糖混合烧制成碳包覆的磷酸铁锂前躯体；

向所述磷酸铁锂前躯体加入石墨烯进行混合，得到磷酸铁锂/石墨烯复合材料；

将所述磷酸铁锂/石墨烯复合材料、乙炔黑、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮溶剂混合搅拌，得到混合浆料；

将所述混合浆料滴于三维泡沫镍上制得电极片；

对所述电极材料先进行红外灯照射，再进行真空干燥，最后压片，获得泡沫镍集流体磷酸铁锂/石墨烯复合材料电极片。

作为优选，所述碳酸锂、所述草酸亚铁、所述磷酸氢二铵和所述蔗糖的摩尔比为5：5：5：1。

作为优选，所述混合烧制的具体过程为：将碳酸锂、草酸亚铁、磷酸氢二铵和蔗糖在玛瑙研钵中研磨成超细粉体，将所述超细粉体在温度为115℃-125℃环境下干燥11.5-12.5h，再置于650-750℃管式炉中保温7.5-8.5h后烧制成碳包覆的磷酸铁锂前躯体。

作为优选，所述超细粉体在温度为120℃环境下干燥12h，再置于700℃管式炉中保温8h后烧制成碳包覆的磷酸铁锂前躯体。

作为优选，所述磷酸铁锂/石墨烯复合材料、所述乙炔黑、所述聚偏氟乙烯的摩尔比为8：1：1；以N-甲基吡咯烷酮作为溶剂搅拌，所述混合搅拌的时间为10-14h。

作为优选，所述混合浆料滴于所述泡沫镍集流体的具体过程为：采用移液器滴定法，控制移液枪、枪头和所述混合浆料的温度相同，控制容积为100uL的移液枪竖直向下，将枪头插入所述混合浆料液面以下2-3mm吸取混合浆料并均匀滴于所述三维泡沫镍集流体上。

作为优选，所述红外灯照射的时间为30s，所述真空干燥的时间为12h。