[發明專利]一種低內阻三元單晶極片的制備方法

在審

• 申請號: 202110285899.6
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113054164A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 段銳;鄭剛;汪宇;林浩
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/485;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 韓燕

1.一種低內阻三元單晶極片的制備方法，其特征在于：具體包括有以下步驟：

(1)、將石墨烯在無水乙醇中超聲分散，隨后將分散好的石墨烯溶液加入到鈦酸鑭鋰和三元單晶材料的混合懸浮液中，充分混合均勻后，轉移至高溫高壓的水熱釜中于80-120℃反應10-20h；取出干燥后，再在300-600℃下于惰性氣氛下煅燒3-6h即可得到包覆均勻的三元單晶/鈦酸鑭鋰/石墨烯復合材料；其中，鈦酸鑭鋰和石墨烯材料作為包覆材料包覆于三元單晶材料的表面；

(2)、控制三元單晶/鈦酸鑭鋰/石墨烯復合材料的粒徑分布在D₁₀＝2.5-3.5um，D₅₀＝4.5-5.5um，D₉₀＝7.5-8.5um；

(3)、將三元單晶/鈦酸鑭鋰/石墨烯復合材料連同導電劑和粘結劑進行合漿、然后涂布在正極集流體上，干燥、輥壓后得到低內阻三元單晶極片。

2.根據權利要求1所述的一種低內阻三元單晶極片的制備方法，其特征在于：所述的鈦酸鑭鋰的包覆量占三元單晶材料質量的0.5-1％，所述的石墨烯的包覆量占三元單晶材料質量的0.05-0.1％。

3.根據權利要求1所述的一種低內阻三元單晶極片的制備方法，其特征在于：所述的鈦酸鑭鋰的化學式為Li_3xLa_2/3-xTiO₃，其中，0x0.16；所述的鈦酸鑭鋰是采用固相法制備而成，首先將原料氧化鑭、二氧化鈦、碳酸鋰按照化學計量摩爾比Li：La：Ti＝3x：(2/3-x):1進行稱量，然后充分混合并粉碎后形成粉末，然后先在600-800℃進行中溫煅燒3-6h，再經過1000-1200℃高溫燒結10-20h，最后隨爐冷卻后得到鈦酸鑭鋰。

4.根據權利要求1所述的一種低內阻三元單晶極片的制備方法，其特征在于：所述的三元單晶/鈦酸鑭鋰/石墨烯復合材料、導電劑和粘結劑的質量比為96-98：1.5-2.5：0.5-1.5。

5.根據權利要求1或4所述的一種低內阻三元單晶極片的制備方法，其特征在于：所述的導電劑包括有碳納米管和導電炭黑，質量比為1-3：1。

6.根據權利要求1所述的一種低內阻三元單晶極片的制備方法，其特征在于：所述的三元單晶/鈦酸鑭鋰/石墨烯復合材料的粒徑分布跨度為0.9-1.1。

7.根據權利要求1所述的一種低內阻三元單晶極片的制備方法，其特征在于：所述的正極集流體選用厚度為12-15um的涂碳鋁箔，涂碳層厚度為1-2um。

8.根據權利要求1所述的一種低內阻三元單晶極片的制備方法，其特征在于：所述的步驟(3)合漿時添加適量表面活性劑來提高電極中導電劑的分布均勻性，表面活性劑選用丙烯酸甲酯、聚乙二醇、甲基纖維素或聚丙烯酰胺。

9.根據權利要求1所述的一種低內阻三元單晶極片的制備方法，其特征在于：所述的步驟(3)中，低內阻三元單晶極片輥壓的壓實密度控制在3.7-3.9g/cm³。