CN109473624A - 一种集流体及电池正极片的制备方法 - Google Patents

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梁小龙
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Abstract

本发明公开了一种集流体及电池正极片的制备方法，该方法是通过电解液的配制、电解过程、样品干燥和高温焙烧四个步骤得到的。本发明简化了正极片的制备方式，降低正极材料和铝箔集流体之间产生的接触内阻，改善锂离子电池充放电的循环性能，从而在整体上提高了锂离子电池的循环使用寿命。

Description

一种集流体及电池正极片的制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池正极材料的制备技术，特别是一种集流体及电池正极片的制备方法。
背景技术
锂离子电池自发明以来，所涉及领域越来越广泛。在日常生活中人们对其的应用，从早期的小型电子设备发展至现在的锂电动力汽车等产品。与此同时，可以说在一定程度上缓解了当经世界能源危机的问题。作用如此之大的同时，对锂离子电池的制备工艺以及性能指标提出了更高的要求。传统锂离子电池的制备是将正极导电材料通过直接涂布的方式，作用于正极片光滑铝箔之上，再进行后序的组装。于此带来的问题是制备工艺的繁琐，电池性能方面也由于正极材料与铝箔涂布的接触方式，不可避免的带来了接触内阻的产生。这样不仅对于产业化生产带来了能耗与效率的问题，同时也对产品的质量有一定的影响。现有锂离子电池正极片制备工程中存在的制备工艺繁琐，导电活性物质与铝集流体之间产生的接触内阻，从而影响电池整体循环使用不稳定等问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种集流体及电池正极片的制备方法。本发明简化了正极片的制备方式，降低正极材料和铝箔集流体之间产生的接触内阻，改善锂离子电池充放电的循环性能，从而在整体上提高了锂离子电池的循环使用寿命。
本发明的技术方案：一种集流体及电池正极片的制备方法，包括以下步骤：
(a)：电解液的配制：取碳酸丙烯酯作为电解溶剂，在保持磷、铁、锂等元素摩尔浓度比2：1：1的条件下，加入溶质：铁源0.1—1.0mol·L-1，磷源0.2—2.0mol·L-1，锂源0.1—1.0mol·L-1，加入整平剂十六烷基三甲基溴化铵0.01—0.1mol·L-1，将溶液搅拌均匀溶质充分溶解；
(b)：电解过程：以表面含有微米级孔洞结构的铝箔模板作为阴极，石墨板作为阳极，外加恒压直流电，通过电化学方式在铝箔孔洞中以及表面上制备磷酸铁锂；
(c)样品干燥：将电解后的铝箔用无水乙醇冲洗，真空干燥；
(d)：高温焙烧：将干燥后的铝箔放入管式炉中，在氮气保护下进行焙烧，得到产物。
前述的一种集流体及电池正极片的制备方法中，所述铁源为九水硝酸铁或三氯化铁，磷源为磷酸，锂源为硝酸锂。
前述的一种集流体及电池正极片的制备方法中，所述恒压直流电电压为0.7—2.8V。
前述的一种集流体及电池正极片的制备方法中，所述恒压直流电通电时间为10—60分钟。
前述的一种集流体及电池正极片的制备方法中，所述真空干燥温度80—150℃，干燥时间2—8小时。
前述的一种集流体及电池正极片的制备方法中，所述氮气保护下高温焙烧温度400—800℃，焙烧时间3—6小时。
前述的一种集流体及电池正极片的制备方法中，所述表面含有微米级孔洞结构的铝箔模板是采用电化学方法侵蚀制成的厚度为90—110微米表面含有微米级隧道孔结构的腐蚀铝箔模板；表面隧道孔密度为107个/cm2。
与现有技术相比，本方法在集流体材料铝箔表面通过电化学方法制备电池材料，有效地降低电池材料与集流体之间的界面电阻，提高电池整体电化学性能，同时简化电池组装与生产过程，有效降低电池生产成本。
综上所述，本发明简化了正极片的制备方式，降低正极材料和铝箔集流体之间产生的接触内阻，改善锂离子电池充放电的循环性能，从而在整体上提高了锂离子电池的循环使用寿命。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例1。一种集流体及电池正极片的制备方法，包括以下步骤：
(a)：电解液的配制：取300ml碳酸丙烯酯作为电解溶剂，在保持磷、铁、锂等元素摩尔浓度比2：1：1的条件下，加入溶质：15.15g九水硝酸铁，5.1ml磷酸，2.36g硝酸锂，加入整平剂十六烷基三甲基溴化铵0.5g，将溶液搅拌均匀溶质充分溶解；
(b)：电解过程：以表面含有微米级孔洞结构的铝箔模板作为阴极，石墨板作为阳极，外加1.0V恒压直流电，通电30min，通过电化学方式在铝箔孔洞中以及表面上制备磷酸铁锂；
(c)样品干燥：将电解后的铝箔用无水乙醇冲洗，在100℃条件下真空干燥5h；
(d)：高温焙烧：将真空干燥后的铝箔放入管式炉中，在氮气保护下进行500℃高温焙烧3h，得到产物。
实施例2。一种集流体及电池正极片的制备方法，包括以下步骤：
(a)：电解液的配制：取300ml碳酸丙烯酯作为电解溶剂，在保持磷、铁、锂等元素摩尔浓度比2：1：1的条件下，加入溶质：15.15g九水硝酸铁，5.1ml磷酸，2.36g硝酸锂，加入整平剂十六烷基三甲基溴化铵0.5g，将溶液搅拌均匀溶质充分溶解；
(b)：电解过程：以表面含有微米级孔洞结构的铝箔模板作为阴极，石墨板作为阳极，外加2.0V恒压直流电，通电30min，通过电化学方式在铝箔孔洞中以及表面上制备磷酸铁锂；
(c)样品干燥：将电解后的铝箔用无水乙醇冲洗，在120℃条件下真空干燥5h；
(d)：高温焙烧：将真空干燥后的铝箔放入管式炉中，在氮气保护下进行700℃高温焙烧5h，得到产物。
实施例3。一种集流体及电池正极片的制备方法，包括以下步骤：
(a)：电解液的配制：取300ml碳酸丙烯酯作为电解溶剂，在保持磷、铁、锂等元素摩尔浓度比2：1：1的条件下，加入溶质：15.15g九水硝酸铁，5.1ml磷酸，2.36g硝酸锂，加入整平剂十六烷基三甲基溴化铵0.5g，将溶液搅拌均匀溶质充分溶解；
(b)：电解过程：以表面含有微米级孔洞结构的铝箔模板作为阴极，石墨板作为阳极，外加1.0V恒压直流电，通电30min，通过电化学方式在铝箔孔洞中以及表面上制备磷酸铁锂；
(c)样品干燥：将电解后的铝箔用无水乙醇冲洗，在120℃条件下真空干燥5h；
(d)：高温焙烧：将真空干燥后的铝箔放入管式炉中，在氮气保护下进行700℃高温焙烧5h，得到产物。

Claims (7)

1.一种集流体及电池正极片的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(a)：电解液的配制：取碳酸丙烯酯作为电解溶剂，在保持磷、铁、锂元素摩尔浓度比2：1：1的条件下，加入溶质：铁源0.1—1.0mol·L-1，磷源0.2—2.0mol·L-1，锂源0.1—1.0mol·L-1，加入整平剂十六烷基三甲基溴化铵0.01—0.1mol·L-1，将溶液搅拌均匀溶质充分溶解；
(b)：电解过程：以表面含有微米级孔洞结构的铝箔模板作为阴极，石墨板作为阳极，外加恒压直流电，通过电化学方式在铝箔孔洞中以及表面上制备磷酸铁锂；
(c)样品干燥：将电解后的铝箔用无水乙醇冲洗，真空干燥；
(d)：高温焙烧：将干燥后的铝箔放入管式炉中，在氮气保护下进行焙烧，得到产物。
2.根据权利要求1所述的一种集流体及电池正极片的制备方法，其特征在于：所述铁源为九水硝酸铁或三氯化铁，磷源为磷酸，锂源为硝酸锂。
3.根据权利要求1所述的一种集流体及电池正极片的制备方法，其特征在于：所述恒压直流电电压为0.7—2.8V。
4.根据权利要求1所述的一种集流体及电池正极片的制备方法，其特征在于：所述恒压直流电通电时间为10—60分钟。
5.根据权利要求1所述的一种集流体及电池正极片的制备方法，其特征在于：所述真空干燥温度80—150℃，干燥时间2—8小时。
6.根据权利要求1所述的一种集流体及电池正极片的制备方法，其特征在于：所述氮气保护下高温焙烧温度400—800℃，焙烧时间3—6小时。
7.根据权利要求1所述的一种集流体及电池正极片的制备方法，其特征在于：所述表面含有微米级孔洞结构的铝箔模板是采用电化学方法侵蚀制成的厚度为90—110微米表面含有微米级隧道孔结构的腐蚀铝箔模板；表面隧道孔密度为107个/cm2。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101241987A (zh) * 2008-01-04 2008-08-13 深圳大学 一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂的电化学合成方法
CN101667638A (zh) * 2009-09-04 2010-03-10 上海交通大学 一种锂离子电池用锂硅合金薄膜电极的制备方法
CN104064732A (zh) * 2014-07-07 2014-09-24 盐城市新能源化学储能与动力电源研究中心 一种脉冲电沉积制备锂硅薄膜锂离子电池负极的方法
CN106784744A (zh) * 2017-03-02 2017-05-31 欣旺达电子股份有限公司 磷酸铁锂及其制备方法
CN108767197A (zh) * 2018-06-05 2018-11-06 贵州大学 一种优化锂离子电池正极片的制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101241987A (zh) * 2008-01-04 2008-08-13 深圳大学 一种锂离子电池正极材料磷酸铁锂的电化学合成方法
CN101667638A (zh) * 2009-09-04 2010-03-10 上海交通大学 一种锂离子电池用锂硅合金薄膜电极的制备方法
CN104064732A (zh) * 2014-07-07 2014-09-24 盐城市新能源化学储能与动力电源研究中心 一种脉冲电沉积制备锂硅薄膜锂离子电池负极的方法
CN106784744A (zh) * 2017-03-02 2017-05-31 欣旺达电子股份有限公司 磷酸铁锂及其制备方法
CN108767197A (zh) * 2018-06-05 2018-11-06 贵州大学 一种优化锂离子电池正极片的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
YUNHUA CHEN, JEAN-MARIE TARASCON, CLAUDE GUÉRY: "Electrochemically assisted growth of LiFePO4 in ionic liquid media", 《ELECTROCHEMISTRY COMMUNICATIONS》 *
沈喜训，张庆辉，吴勐: "磷酸铁锂与碳复合材料的电化学制备及性能研究", 《上海电力学院学报》 *

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