[发明专利]一种微波加热制备LiFePO4/SiC锂电池正极片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种磷酸铁锂电池的制造方法，尤其涉及一种微波加热制备LiFePO₄/SiC锂电池正极片的方法。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、自放电率小、绿色环保等优点，成为二次电池发展的趋势。现已广泛应用于无线通讯、数码相机、笔记本电脑等便携电器的电源，并在用作航空航天、国防军工、野外作业、潜艇等特殊应用领域大容量电源方面具有广阔的应用前景。

由于LiCoO₂资源短缺，价格昂贵，特别是其安全性差，限制了其在动力电池领域的应用。磷酸铁锂因其原料丰富，安全性好，已被广泛认为是下一代锂离子动力电池的首选正极材料。但是磷酸铁锂正极材料也有一个致命的缺点，那就是电导率低，这个缺点极大影响了LiFePO₄ 的应用。目前，为了克服这一缺点，人们采取了以下技术措施：制备超细颗粒，增大材料的比表面积或是包覆一层能够导电的碳，使用LiPF₆作为电解质的电解液，以提高其电导率。但是，细小颗粒的LiFePO₄在涂布和组装过程中又带来了极片易掉粉的问题；使用LiPF₆作为电解质的电解液，其分解出来的HF会与从LiFePO₄脱出的Li⁺反应，降低了LiFePO₄克容量，进而影响其能量密度。因此，极片掉粉和低克容量等问题已经严重影响了LiFePO₄电池技术的发展。

CN 200610157460.0公开了一种磷酸铁锂电池正极片的制造方法，该方法是在将磷酸铁锂浆料涂布于集流体之前，先将碱溶液喷洒于集流体表面或者将集流体浸泡于碱溶液中5-60秒。该方法对解决极片掉粉问题有一定效果，但尚欠理想，且操作步骤复杂；并且用该方法制造 的正极片装配的磷酸铁锂电池，克容量未见提高。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种微波加热制备LiFePO₄/SiC锂电池正极片的方法，该正极片的克容量有了显著提高，并且能够有效改善在涂布和组装过程中的掉粉现象，且操作简便易行，成本低廉。 

本发明的技术方案是，包括以下步骤：

(1)将LiFePO₄置于质量浓度为20-30%的硅酸锂水溶液中浸泡2-5h，并充分搅拌，将溶液水分蒸发；

(2)将浸泡后的LiFePO₄在500℃下焙烧2-5h；

(3)在经焙烧所得的LiFePO₄粉末中，加入相对于LiFePO4的含量为5-10wt％的粒径为100-150μm的SiC，进行球磨混合均匀；

(4) 将步骤(3)得到的混合物在在微波炉中加热，微波功率调至300-500W，控制时间为10-25分钟；

(5)得到的混合物再与粘结剂、导电剂、添加剂、溶剂等混合配制成浆料，经涂布、干燥、轧膜、分切，制作成LiFePO₄/SiC锂电池正极片。

在更进一步的实施方案中，所述的SiC的粒径优选为150μm；所述的微波功率优选调至500W；所述的硅酸锂水溶液浓度优选为30%；所述的步骤（2）的焙烧时间优选为5h；所述的SiC的含量优选为10wt%；所述的步骤（4）的控制时间优选为10分钟。

本发明具有以下优点与积极效果：加入到正极材料中的硅酸锂水溶液，在涂布过程中，能够腐蚀集流体铝箔，增加铝箔的粗糙度，从而使LiFePO₄更加容易附着在集流体上，从而减少极片掉粉的现象；加入到正极材料中的硅酸锂水溶液是碱性物质，能够有效地和电解液中的HF反应，进而减少HF与从LiFePO₄脱出的Li⁺反应，从而提高了磷酸铁锂的克容量；本发明采用SiC包覆LiFePO₄由于随着碳化硅颗粒尺寸的增大，其导电性能也增加，本发明选用尺寸为100μm的SiC作为原料，极大的提高锂电池正极材料的电化学性能；本发明操作简便易行，成本低廉。

具体实施方式

实施例1