[发明专利]一种提高磷酸铁锂正极材料电化学性能的改性方法在审
申请号: | 201810504619.4 | 申请日: | 2018-05-24 |
公开(公告)号: | CN108899479A | 公开(公告)日: | 2018-11-27 |
发明(设计)人: | 武建飞;李希超;臧朝 | 申请(专利权)人: | 中国科学院青岛生物能源与过程研究所 |
主分类号: | H01M4/36 | 分类号: | H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M4/1397;H01M10/0525;B82Y30/00 |
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地址: | 266101 山*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 导电网络 团聚 磷酸铁锂材料 导电剂 电化学性能 锂离子扩散 正极材料 改性 电子电导率 活性物质 磷酸铁锂 正极片 二维 极片 制备 复合 阻碍 | ||
1.一种提高磷酸铁锂材料电化学性能的改性方法,其特征在于,所述磷酸铁锂材料的正极材料活性物质具有不易团聚导电网络,所述不易团聚导电网络由二维导电剂Mn+1Xn(M=Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,X=C,N)与一维导电剂和/或零维导电剂复合而成。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述二维导电剂为Mn+1Xn(M=Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,X=C,N)中的一种或几种、所述一维导电剂为碳纳米管或碳纤维,所述零维导电剂为炭黑SP、乙炔黑或导电石墨。
3.如权利要求1所述的Mn+1Xn(M=Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,X=C,N)可为未剥离手风琴状,也可为已剥离的纳米片状。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述正极材料活性物质中的不易团聚导电网络含量按质量百分数为2%~20%。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述正极材料中粘结剂为丁苯橡胶SBR与羧甲基纤维素钠 CMC 的组合、 聚偏氟氯乙烯PVDF、聚四氟乙烯PTFE或聚偏氟氯乙烯-六氟丙烯 PVDF-HFP,所述粘结剂在正极材料中的质量百分数为3%~10%。
6.一种具有不易团聚导电网络的锂离子电池磷酸铁锂正极材料的制备方法,包括:
1)将一定量的Mn+1Xn(M=Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,X=C,N)二维导电剂、一维导电剂,磷酸铁锂材料分别在溶剂中分散均匀,得导电剂溶液和磷酸铁锂材料溶液;
2)将上述导电剂溶液逐滴加入磷酸铁锂材料溶液中,混合均匀,得浆料,烘干,即得具有三维导电网络的正极材料活性物质;
3)将上述具有不易团聚导电网络的正极材料活性物质与零维导电剂充分混合,分5~10次加入到溶解有粘结剂的N-甲基吡咯烷酮NMP溶液中,每次间隔1~2 h,混合均匀,即得磷酸铁锂正极材料浆料。
7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述磷酸铁锂材料为纳米颗粒。
8.一种具有全面三维导电网络的锂离子电池富锂锰基材料正极的制备方法,将权利要求5和6所述的磷酸铁锂正极材料浆料均匀涂覆至上述的集流体上、烘烤,得到具有全面不易团聚导电网络的磷酸铁锂正极极片。
9.权利要求1-8任一项所述的方法制备的磷酸铁锂材料正极。
10.不易团聚导电网络在提高电池倍率性能和循环稳定性中的应用,其特征在于,所述二维导电剂Mn+1Xn(M=Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,X=C,N)与一维导电剂和/或零维导电剂复合而成。
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