[發(fā)明專利]一種提高磷酸鐵鋰正極材料電化學(xué)性能的改性方法

在審

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• 申請日: 2018-05-24
• 公開（公告）號: CN108899479A
• 公開（公告）日: 2018-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 武建飛;李希超;臧朝
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/58;H01M4/62;H01M4/1397;H01M10/0525;B82Y30/00
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1.一種提高磷酸鐵鋰材料電化學(xué)性能的改性方法，其特征在于，所述磷酸鐵鋰材料的正極材料活性物質(zhì)具有不易團(tuán)聚導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，所述不易團(tuán)聚導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)由二維導(dǎo)電劑M_n+1X_n（M=Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Cr，Mo，X=C，N）與一維導(dǎo)電劑和/或零維導(dǎo)電劑復(fù)合而成。

2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述二維導(dǎo)電劑為M_n+1X_n（M=Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Cr，Mo，X=C，N）中的一種或幾種、所述一維導(dǎo)電劑為碳納米管或碳纖維，所述零維導(dǎo)電劑為炭黑SP、乙炔黑或?qū)щ娛?/p>

3.如權(quán)利要求1所述的M_n+1X_n（M=Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Cr，Mo，X=C，N）可為未剝離手風(fēng)琴狀，也可為已剝離的納米片狀。

4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述正極材料活性物質(zhì)中的不易團(tuán)聚導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)含量按質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2%~20%。

5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述正極材料中粘結(jié)劑為丁苯橡膠SBR與羧甲基纖維素鈉 CMC 的組合、 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，所述粘結(jié)劑在正極材料中的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3%~10%。

6.一種具有不易團(tuán)聚導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的鋰離子電池磷酸鐵鋰正極材料的制備方法，包括：

1）將一定量的M_n+1X_n（M=Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Cr，Mo，X=C，N）二維導(dǎo)電劑、一維導(dǎo)電劑，磷酸鐵鋰材料分別在溶劑中分散均勻，得導(dǎo)電劑溶液和磷酸鐵鋰材料溶液；

2）將上述導(dǎo)電劑溶液逐滴加入磷酸鐵鋰材料溶液中，混合均勻，得漿料，烘干，即得具有三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的正極材料活性物質(zhì)；

3）將上述具有不易團(tuán)聚導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的正極材料活性物質(zhì)與零維導(dǎo)電劑充分混合，分5~10次加入到溶解有粘結(jié)劑的N-甲基吡咯烷酮NMP溶液中，每次間隔1~2 h，混合均勻，即得磷酸鐵鋰正極材料漿料。

7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述磷酸鐵鋰材料為納米顆粒。

8.一種具有全面三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的鋰離子電池富鋰錳基材料正極的制備方法，將權(quán)利要求5和6所述的磷酸鐵鋰正極材料漿料均勻涂覆至上述的集流體上、烘烤，得到具有全面不易團(tuán)聚導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)的磷酸鐵鋰正極極片。

9.權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的方法制備的磷酸鐵鋰材料正極。

10.不易團(tuán)聚導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)在提高電池倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性中的應(yīng)用，其特征在于，所述二維導(dǎo)電劑M_n+1X_n（M=Ti，Zr，Hf，V，Nb，Ta，Cr，Mo，X=C，N）與一維導(dǎo)電劑和/或零維導(dǎo)電劑復(fù)合而成。