[发明专利]一种磷化锂电极的制备方法

说明书

本发明公开了一种磷化锂电极的制备方法，包括以下步骤：S1,将磷酸锂与有机物混合，加入酒精作为溶剂，质量比为5:2:2至5:10:2，采用剪切乳化手段将材料均匀混合；S2，将S1所得混合材料置于空气中低温加热去除酒精并固化，温度范围为150℃至400℃；S3，将S2所得材料置于惰性气氛中高温处理得到纳米磷化锂颗粒被碳壳包覆的材料，温度范围为650℃至1000℃；S4,将S3所得材料与碳纳米管和聚偏氟乙烯混合，三者质量比为95:3:2至60:30:10，之后滴加n甲基吡咯，搅拌1h至5h，将混合材料涂覆于铜箔上作为电极材料。采用本发明的技术方案，可以很好地制备纳米尺度的磷化锂颗粒，并同步实现纳米磷化锂颗粒被碳壳包覆，从而提高磷化锂电极的电子导电性。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种磷化锂电极的制备方法。

背景技术

充放电电池在我们生活中的诸多领域发挥着作用。然而，当前锂离子电池性能正逼近其理论极限，其低能量密度限制了其在诸多新兴领域的应用。为了提高锂离子电池的比能量，开发出具有高比容量的电极材料极其重要。磷化锂因其比容量高达1550mAh/g而被认为是下一代锂离子电池理想的电极材料。

然而，磷化锂电极的商业化，仍面临着一些问题，包括磷化锂电子导电性不佳，磷化锂充放电过程中体积变化较大。近年来，研究人员针对如何提高磷化锂电极的性能，特别是抑制磷化锂电极充放电过程中的体积变化做了许多研究。最有效的方法就是通过机械球磨法将磷化锂与碳材料混合，如将碳纳米管、介孔碳、碳球等碳材料与磷化锂混合。然而，由于磷化锂具有熔点高且力学强度高的特点，传统方法既不能很好地将磷化锂纳米化，又不能有效地将其与碳材料混合均匀，导致磷化锂电极的库伦效率低，循环稳定性差。因此，还需寻求一种更有效的制备磷化锂电极的方法。

发明内容

鉴于以上存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种磷化锂电极材料的制备方法，可以很好地制备纳米尺度的磷化锂颗粒，并同步实现纳米磷化锂颗粒被碳壳包覆，从而提高磷化锂电极的电子导电性，抑制磷化锂电极充放电过程中的体积膨胀，提高磷化锂电极的库伦效率，改善磷化锂电极的循环稳定性。

为了解决现有技术存在的技术问题，本发明的技术方案如下：

一种磷化锂电极的制备方法，至少包括以下步骤：

步骤S1,将磷酸锂与有机物混合，加入酒精作为溶剂，质量比为5:2:2至5:10:2，采用剪切乳化手段将材料均匀混合；

步骤S2，将S1所得混合材料置于空气中低温加热去除酒精并固化，温度范围为150℃至400℃，固化时间为1h至5h；

步骤S3，将S2所得材料置于惰性气氛中高温处理得到纳米磷化锂颗粒被碳壳包覆的材料，温度范围为650℃至1000℃，处理时间为2h至5h；

步骤S4,将S3所得材料与碳纳米管和聚偏氟乙烯混合，三者质量比为95:3:2至60:30:10，之后滴加n甲基吡咯，搅拌1h至5h，将混合材料涂覆于铜箔上作为电极材料。

优选地，在步骤S1中，采用有机物为酚醛树脂，磷酸锂、酚醛树脂、酒精混合质量比为5:3:2。

优选地，在步骤S2中，固化温度为300℃，固化时间为2h。

优选地，在步骤S3中，高温处理温度为900℃，处理时间为3h。

优选地，在步骤S4中，S3所得材料与碳纳米管和聚偏氟乙烯三者质量比为90:5:5。

采用本发明的技术方案，可以很好地制备纳米尺度的磷化锂颗粒，并同步实现纳米磷化锂颗粒被碳壳包覆，从而提高磷化锂电极的电子导电性，抑制磷化锂电极充放电过程中的体积膨胀，提高磷化锂电极的库伦效率，改善磷化锂电极的循环稳定性。相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

(1)本发明提出的方法工艺简单，易于实现。