[发明专利]一种锂电池电极材料用三维集流结构的制备方法

摘要

本发明提供了一种锂电池电极材料用三维集流结构的制备方法，属于新能源材料技术领域。本发明首先在电极材料表面吸附金属活性粒子形成种子层，然后加入配制好的导电微粒溶液中，在种子层表面沉积生长纳米级金属结晶微粒形成三维结构的电极材料，再经纳米晶粒的优化成形后得到一种锂电池电极材料用三维集流结构。本发明方法使纳米级金属结晶微粒均匀离散附着于电极材料表面，避免了直接机械混合导电添加物可能带来的团聚问题；本发明在电极材料内部形成了三维集流结构，使电极材料具有更高的电子电导率、Li+迁移率，实现了较低的界面接触阻抗和较高的电导率，有助于锂离子电池的应用与推广。

主权项

一种锂电池电极材料用三维集流结构的制备方法，包括以下步骤：步骤1：电极材料表面预处理：将电极材料加入无机金属活化液中，搅拌反应，使电极材料表面吸附金属活性粒子形成种子层，反应完成后，过滤，干燥，得到活性电极材料，其中，无机金属活化液中无机金属盐的总物质的量与电极材料的物质的量之比为0.015～0.03；步骤2：配制导电微粒溶液，按照0.005～0.1mol活性电极材料取200mL导电微粒溶液的比例，将步骤1得到的活性电极材料加入导电微粒溶液中，搅拌反应，在电极材料种子层表面沉积纳米级金属结晶微粒，抽滤、洗涤、干燥，得到三维结构的电极材料；所述导电微粒溶液包括离子过渡载体、活度控制剂、导电金属盐、碱性强度调控剂和电子供体；所述离子过渡载体为三乙醇胺、酒石酸钾钠、N,N,N',N'‑四羟乙基乙二胺、焦磷酸钾、乙二胺、乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸氨中的一种或几种，总浓度为0.01～0.5mol/L；所述活度控制剂为亚硫酸钠、吐温‑60、硫脲、2‑MBT、亚铁氰化钾、PEG‑1000、2‑2联吡啶中的一种或几种，总的质量浓度为5～50mg/L；所述导电金属盐为可溶性铜盐、可溶性镍盐、可溶性银盐、可溶性钴盐、可溶性锡盐中的一种，浓度为0.001～0.2mol/L；所述碱性强度调控剂为氢氧化钠、氢氧化钾、氨水中的一种，导电微粒溶液的pH值为8.0～13.5；所述电子供体为二甲氨基硼烷、硼氢化钾、次磷酸盐、柠檬酸钠、甲醛、硼烷、葡萄糖中的一种或几种，总浓度为0.1～2mol/L；步骤3：纳米晶粒的优化成形：将步骤2得到的三维结构的电极材料在惰性气氛中、300～500℃温度条件下热处理3～8h，使纳米晶粒充分优化成形，随炉冷却至室温后取出，即得到本发明所述锂电池电极材料用三维集流结构；其中，上述电极材料为任意方法制备得到的磷酸盐系正极材料或石墨类负极材料。