[發明專利]一種復合材料正極的制備方法

在審

• 申請號: 201611021757.4
• 申請日: 2016-11-21
• 公開（公告）號: CN106784646A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 錢龍;孟江波
• 申請（專利權）人: 深圳市銳拓新源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司11421
• 代理人: 林曉宏

【技術領域】

本發明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種復合材料正極的制備方法。

【背景技術】

作為鋰離子電池的正極材料，鎳鈷錳酸鋰(NCM)三元材料的理論比容量較高，約278mAh/g，充放電過程中體積變化小(小于2％)，振實密度大，能量密度高，實際比容量可達140-180mAh/g(同鎳、鈷、錳比例有關)，但是，其500次的循環壽命以及安全性能較差，很難滿足目前對鋰離子電池高安全性、長壽命的要求；而磷酸錳鐵鋰(LMFP)材料的電壓平臺高，熱穩定性、循環穩定性性能較好，但是，其理論比容量較低，只有約170mAh/g，實際比容量約120mAh/g，無法發揮其高電壓的優勢。

鑒于此，實有必要提供一種復合材料正極的制備方法以克服以上缺陷。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種復合材料正極的制備方法，應用本發明提供的方法所制備的正極，鋰離子電池的能量密度高，循環壽命長且熱穩定性能優異。

為了實現上述目的，本發明提供一種復合材料正極的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：按一定比例稱取磷酸錳鐵鋰LMFP與鎳鈷錳酸鋰NCM；

步驟二：將步驟一得到的混合材料中加入分散介質，并進行球磨，充分混合后在干燥箱中進行干燥處理，干燥溫度為70-80℃，干燥時間為8-10h；

步驟三：對步驟二得到的混合物進行充分研磨，得到磷酸錳鐵鋰加鎳鈷錳酸鋰的復合材料；

步驟四：將步驟三得到的復合材料經涂布、干燥及沖片制備成正極。

具體的，所述步驟一中磷酸錳鐵鋰和鎳鈷錳酸鋰的配比為Li：Ti＝4：6。

具體的，所述分散介質為無水乙醇，所述無水乙醇與步驟一得到的混合材料的質量比為1：1-1：2。

具體的，所述步驟二中的球磨方式為濕法球磨，球磨時間為4-8h，球磨轉速為200-300rpm。

具體的，所述步驟三中的研磨時間為40分鐘以上。

相比于現有技術，本發明提供的復合材料正極的制備方法，將磷酸錳鐵鋰與鎳鈷錳酸鋰進行機械球磨混合，利用鎳鈷錳酸的高容量與磷酸錳鐵鋰材料的高電壓、循環性能以及熱穩定性相結合，應用本發明提供的方法所制備的正極，鋰離子電池的能量密度高，循環壽命長且熱穩定性能優異。

【附圖說明】

圖1為應用本發明實施例所制備的復合材料正極的電池在0.5C倍率下的充放電曲線圖；

圖2為應用本發明實施例所制備的復合材料正極的電池在3C倍率下的循環性能曲線圖。

【具體實施方式】

為了使本發明的目的、技術方案和有益技術效果更加清晰明白，以下結合附圖和具體實施方式，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的具體實施方式僅僅是為了解釋本發明，并不是為了限定本發明。

本發明提供一種復合材料正極的制備方法，包括如下步驟：

步驟一：按一定比例稱取磷酸錳鐵鋰LMFP與鎳鈷錳酸鋰NCM；

步驟二：將步驟一得到的混合材料中加入分散介質，并進行球磨，充分混合后在干燥箱中進行干燥處理，干燥溫度為70-80℃，干燥時間為8-10h；

步驟三：對步驟二得到的混合物進行充分研磨，得到磷酸錳鐵鋰加鎳鈷錳酸鋰的復合材料；

步驟四：將步驟三得到的復合材料經涂布、干燥及沖片制備成正極。

具體的，所述步驟一中磷酸錳鐵鋰和鎳鈷錳酸鋰的配比為Li：Ti＝4：6。

具體的，所述分散介質為無水乙醇，所述無水乙醇與步驟一得到的混合材料的質量比為1：1-1：2。

具體的，所述步驟二中的球磨方式為濕法球磨，球磨時間為4-8h，球磨轉速為200-300rpm。

具體的，所述步驟三中的研磨時間為40分鐘以上。

實施例：

1)按質量比為4：6稱取磷酸錳鐵鋰LMFP與鎳鈷錳酸鋰NCM；

2)將步驟1得到的混合材料中加入無水乙醇，無水乙醇與復合材料的質量比1：1-1：2，進行濕法球磨4～8h，球磨轉速200～300rpm，然后在干燥箱中進行干燥處理，干燥溫度為70-80℃，干燥時間為8-10h；

3)將步驟2得到的混合物充分研磨均勻，研磨時間40min以上，磷酸錳鐵鋰加鎳鈷錳酸鋰的復合材料；

4)將步驟3得到的復合材料經涂布、干燥及沖片制備成正極。

對本發明實施例所制備的正極進行扣式電池的組裝與測試：