[發(fā)明專(zhuān)利]一種氟化鋁基鋰離子電池正極材料的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910269114.9
• 申請(qǐng)日: 2019-04-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111785936A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張林;張娟;趙明才;汪煒
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 江蘇載馳科技股份有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/36
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/36;H01M4/58;H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 鄧唯

本發(fā)明涉及碳包覆納米氟化鋁復(fù)合材料制備方法，具體為一種氟化鋁基鋰離子電池正極材料的制備方法，屬于鋰離子電池電極材料制備技術(shù)領(lǐng)域。為了制備出比容量更高的鋰離子正極材料，本發(fā)明通過(guò)高能球磨法先將商業(yè)氟化鋁球磨為納米氟化鋁（50～150nm）；再將納米氟化鋁與納米石墨或石墨烯或碳納米管等充分混合，通過(guò)研磨或采用噴霧干燥形成二次顆粒（100～200nm）；最后利用化學(xué)氣相沉積（CVD）法或固相法以乙炔、甲烷、瀝青，或聚偏氟乙烯（PVDF）為碳源進(jìn)行碳包覆，在復(fù)合材料表面包覆碳層，制備出納米氟化鋁復(fù)合材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氟化鋁基鋰離子電池正極材料的制備方，屬于鋰離子電池材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著消費(fèi)電子產(chǎn)品日益趨于輕薄化以及電動(dòng)車(chē)輛與現(xiàn)有內(nèi)燃機(jī)車(chē)輛競(jìng)爭(zhēng)的需求，電池需要不斷的改進(jìn)。目前，對(duì)于新一代的高比能鋰離子電池的研究已經(jīng)進(jìn)入白熱化階段。氟化鋁材料因其理論比容量較高（957 mAh?g^-1）、儲(chǔ)量豐富且性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)環(huán)境無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，可以將其作為新型鋰離子電池正極材料進(jìn)行試驗(yàn)性研究。然而，由于氟化鋁的導(dǎo)電性較差、電化學(xué)性能不佳，通過(guò)納米化和碳包覆形成復(fù)合材料提高了其電化學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種制備高性能的氟化鋁基的鋰離子電池正極材料的方法。

技術(shù)方案是：

一種氟化鋁基鋰離子電池正極材料的制備方法，包括如下步驟：

第1步，對(duì)氟化鋁進(jìn)行高能球磨處理；

第2步，將第1步得到的氟化鋁與載體混合均勻，并使混合物成型為顆粒狀；

第3步，對(duì)第2步得到的顆粒進(jìn)行表面的碳包覆，得到碳包覆納米氟化鋁復(fù)合材料。

在一個(gè)實(shí)施方式中，高能球磨后氟化鋁粒徑為50～150nm。

在一個(gè)實(shí)施方式中，高能球磨中所采用的磨球的尺寸優(yōu)選粒徑為0.03～1mm，磨球的材質(zhì)優(yōu)選氧化鋯、氧化鋁、鋼等。

在一個(gè)實(shí)施方式中，助磨劑優(yōu)選去離子水、乙醇、乙二醇、聚乙二醇、乙酸丁酯、丙醇、異丙醇、丁醇或其它有機(jī)溶劑，但不能與待磨顆粒、磨球及其它與之接觸的材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，高能球磨的時(shí)間優(yōu)選為1～80h。

在一個(gè)實(shí)施方式中，所述的載體選自納米石墨、石墨烯或者碳納米管。

在一個(gè)實(shí)施方式中，氟化鋁與載體的重量比是5：1～1：5，更優(yōu)選是4：1～1：4，再優(yōu)選是3：1～1：3，最優(yōu)選是2：1～1：2。

在一個(gè)實(shí)施方式中，第2步得到的顆粒尺寸為100～200nm。

在一個(gè)實(shí)施方式中，碳包覆采用的是CVD法或固相法。

在一個(gè)實(shí)施方式中，碳包覆采用的碳源采用乙炔、甲烷、瀝青或PVDF等。

在一個(gè)實(shí)施方式中，包覆的碳層厚度為2～12nm。

本發(fā)明還提供了上述的方法制備得到的碳包覆納米氟化鋁復(fù)合材料在鋰離子電池正極材料中的用途。

有益效果

材料進(jìn)行納米化以后，電活性表面積增加以及電子和離子通過(guò)的路徑更小，降低濃度極化，納米氟化鋁的電化學(xué)性能得到提高。采用碳包覆能夠?qū)Σ牧媳砻孢M(jìn)行改性，增加了材料的導(dǎo)電性，碳包覆納米氟化鋁的電化學(xué)性能得到進(jìn)一步提高。納米氟化鋁與納米石墨或石墨烯或碳納米管等形成納米復(fù)合材料二次顆粒，再進(jìn)行碳包覆能夠使包覆的更加均勻，電化學(xué)性能提高的更加明顯。