CN116154152B - 一种磷酸铁锂电池正极浆料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磷酸铁锂电池正极浆料及其制备方法，涉及电极材料技术领域。本发明在制备磷酸铁锂电池正极浆料时，先将氧化石墨烯、1,2‑丁二醇、3‑氨丙基三甲氧基硅烷反应制得改性石墨烯；将一水氢氧化锂、七水硫酸亚铁、磷酸和改性石墨烯反应制得石墨烯基磷酸铁锂；将植酸吸附在石墨烯基磷酸铁锂表面上并进行碳化，制得碳包覆石墨烯基磷酸铁锂；将三氟甲基乙烯、烯丙基二甲基硅烷、二乙烯基硅烷和三甲氧基硅烷反应制得三氟甲基超支化粘结剂；碳包覆石墨烯基磷酸铁锂、导电炭黑、PVDF粘结剂、三氟甲基超支化粘结剂、N‑甲基‑2‑吡咯烷酮混合制得磷酸铁锂电池正极浆料。本发明制备的磷酸铁锂电池正极浆料具有优良的电学性能和持久耐用性能。
Description
技术领域
本发明涉及电极材料技术领域，具体为一种磷酸铁锂电池正极浆料及其制备方法。
背景技术
随着能源危机和环境污染问题的日益凸显，开发新能源和解决存储问题已成为当前的主要能源战略任务。高性能的储能设备是新能源利用的重要载体。绿色环保的锂离子电池因其工作电压适宜、循环寿命长、能量密度大、自放电小等优点广受人们的欢迎。正极材料作为锂离子电池的关键材料之一，对整个锂离子电池的容量起着决定性的作用，也正成为各国新能源材料领域研发，产业化以及大规模应用的焦点。
磷酸铁锂相比于其他材料，具有热稳定性好、安全性能高、价格低廉、环境友好等优点受到人们的青睐，成为最具发展潜力的正极材料之一。然而，较差的电导率和较慢的锂离子扩散速率等缺点严重影响了该材料电化学性能的发挥，限制了其应用空间。因此，如何提高磷酸铁锂正极材料的电化学性能是一个值得研究的课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂电池正极浆料及其制备方法，以解决现有技术中存在的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，主要包括以下制备步骤：
(1)将氧化石墨烯、1,2-丁二醇、3-氨丙基三甲氧基硅烷反应制得改性石墨烯；
(2)将一水氢氧化锂、七水硫酸亚铁、磷酸和改性石墨烯反应制得石墨烯基磷酸铁锂；
(3)将植酸吸附在石墨烯基磷酸铁锂表面上并进行碳化，制得碳包覆石墨烯基磷酸铁锂；
(4)将三氟甲基乙烯、烯丙基二甲基硅烷、二乙烯基硅烷和三甲氧基硅烷反应制得三氟甲基超支化粘结剂；碳包覆石墨烯基磷酸铁锂、导电炭黑、PVDF粘结剂、三氟甲基超支化粘结剂、N-甲基-2-吡咯烷酮混合制得磷酸铁锂电池正极浆料。
作为优化，所述磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法包括以下制备步骤：
(1)改性石墨烯的制备：将氧化石墨烯、1,2-丁二醇、3-氨丙基三甲氧基硅烷、对甲苯磺酸按质量比1：1：1：0.01～1：2：1：0.02混合均匀，在90～100℃，300～500r/min搅拌反应20～30min，再升温至140～160℃继续搅拌反应6～8h，离心分离并用纯水和无水乙醇洗涤3～5次，在50～60℃，1～2kPa干燥30～40min，制得改性石墨烯；
(2)石墨烯基磷酸铁锂的制备：将一水氢氧化锂和乙二醇按质量比1：8～1：10搅拌溶解，再加入磷酸，在10～30℃，600～800r/min搅拌25～35min，加入一水氢氧化锂质量0.1～0.2倍的抗氧化剂并继续搅拌10～14min，再加入七水硫酸亚铁和一水氢氧化锂质量0.3～0.4倍的改性石墨烯并继续搅拌25～35min，置于聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在170～180℃反应4～5h，冷却至室温取出高压反应釜，打开聚四氟乙烯内衬并将反应产物过滤，用纯水和无水乙醇洗涤3～5次，在70～80℃，50～100Pa干燥10～12h，制得石墨烯基磷酸铁锂；
(3)碳包覆：将石墨烯基磷酸铁锂、植酸溶液按质量比1：3～1：4混合均匀，在10～30℃，600～800r/min搅拌25～35min，过滤并在20～30℃，50～100Pa干燥10～12h，再研磨均匀后，装入石英舟内，置于真空管式炉，以5～7℃min的升温速率在630～680℃下保温6～8h，自然冷却至室温，制得碳包覆石墨烯基磷酸铁锂；
(4)混料：将碳包覆石墨烯基磷酸铁锂、导电炭黑、PVDF粘结剂和三氟甲基超支化粘结剂按质量比8：1：1：1～10：1：1：1混合均匀，添加碳包覆石墨烯基磷酸铁锂质量0.4～0.5倍的N-甲基-2-吡咯烷酮，充分研磨至糊状，制得磷酸铁锂电池正极浆料。
作为优化，步骤(2)所述一水氢氧化锂、七水硫酸亚铁、磷酸的摩尔比为3：1：0.5。
作为优化，步骤(2)所述抗氧化剂为L-抗坏血酸。
作为优化，步骤(3)所述植酸溶液是将植酸和纯水按质量比1：8～1：10混合均匀配制而成。
作为优化，步骤(4)所述导电炭黑的型号为EC-300J。
作为优化，步骤(4)所述三氟甲基超支化粘结剂的制备方法为：将三氟甲基乙烯、烯丙基二甲基硅烷、二乙烯基硅烷和正己烷按质量比1：1：1：15～1：2：2：25混合均匀，再加入三氟甲基乙烯质量0.03～0.05倍的催化剂，在70～80℃，500～800r/min搅拌回流4～6h，再加入三氟甲基乙烯质量3～4倍的三甲氧基硅烷，继续搅拌回流4～6h，在20～30℃，1～2kPa静置3～4h，制备而成。
作为优化，所述催化剂为二乙烯四甲基二硅氧烷铂盐。
作为优化，步骤(4)所述研磨的设备为超细研磨机CM2000/4。
作为优化，所述磷酸铁锂电池正极浆料的使用方法为：将磷酸铁锂电池正极浆料涂覆在铝箔集流体上，在80℃干燥12h，使用裁片机冲压成直径为14mm的圆形薄片作为纽扣电池的正极极片，再进行组装成锂电池使用。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：
本发明在制备磷酸铁锂电池正极浆料时，将碳包覆石墨烯基磷酸铁锂、导电炭黑、PVDF粘结剂、三氟甲基超支化粘结剂、N-甲基-2-吡咯烷酮混合制得。
首先，将氧化石墨烯、1,2-丁二醇、3-氨丙基三甲氧基硅烷反应制得改性石墨烯，将一水氢氧化锂、七水硫酸亚铁、磷酸和改性石墨烯反应制得石墨烯基磷酸铁锂；对氧化石墨烯进行改性后，使氧化石墨烯表面生长有硅碳支链，提高了氧化石墨烯的分散性，改性石墨烯上含有大量的含氧基团和氨基，将磷酸铁锂吸附结合在改性石墨烯上，在碳包覆石墨烯基磷酸铁锂中形成三维石墨烯导电片层网络，为锂离子和电子在碳包覆石墨烯基磷酸铁锂之间的传递提供更多更稳定的通道，在碳包覆的过程中，高温使改性石墨烯分解出小分子的1,2-丁二醇逸出并形成多孔结构，有利于磷酸铁锂与电解液的充分接触，使得充放电过程更加容易，从而提高了电学性能，同时改性石墨烯对磷酸铁锂有良好的结合保护效果，改性石墨烯表面生长的硅碳支链分解形成硅羟基对磷酸铁锂进行内部粘结，使碳包覆石墨烯基磷酸铁锂结构稳定，从而提高了持久耐用性能。
其次，将植酸吸附在石墨烯基磷酸铁锂表面上并进行碳化，制得碳包覆石墨烯基磷酸铁锂，植酸在碳包覆石墨烯基磷酸铁锂表面，碳化形成石墨化碳层，提高了表面的导电性能，从而提高了电学性能；将三氟甲基乙烯、烯丙基二甲基硅烷、二乙烯基硅烷和三甲氧基硅烷反应制得三氟甲基超支化粘结剂，三氟甲基超支化粘结剂上的硅羟基能相互交联或与碳包覆石墨烯基磷酸铁锂形成硅氧连接，形成超支化网络结构，提高了总体的稳定性，从而提高了持久耐用性能。。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了更清楚的说明本发明提供的方法通过以下实施例进行详细说明，在以下实施例中制作的磷酸铁锂电池正极浆料的各指标测试方法如下：
纽扣电池装配方法：将磷酸铁锂电池正极浆料涂覆在铝箔集流体上，在80℃干燥12h，使用裁片机冲压成直径为14mm的圆形薄片作为纽扣电池的正极极片，再进行组装成锂电池使用；将六氟磷酸锂、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯按质量比1：2：2：2混合均匀作为电解液，按照正极外壳、正极极片、Celgard2400隔膜、锂片、镍网、负极壳的顺序组装并填充好电解液，封口，装配成纽扣电池。
电学性能：将各实施例所得的磷酸铁锂电池正极浆料与对比例材料取相同质量制成相同大小形状的正极极片，并组装成纽扣电池，在25℃，1C电流密度的条件下进行充放电实验，通过新威电池测试系统BTS-3000测试初始放电容量。
持久耐用性能：将各实施例所得的磷酸铁锂电池正极浆料与对比例材料取相同质量制成相同大小形状的正极极片，并组装成纽扣电池，在25℃，1C电流密度的条件下进行充放电实验，循环100次，记录容量保持率＝100次放电容量/初始放电容量。
实施例1
一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，所述磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)改性石墨烯的制备：将氧化石墨烯、1,2-丁二醇、3-氨丙基三甲氧基硅烷、对甲苯磺酸按质量比1：1：1：0.01混合均匀，在90℃，300r/min搅拌反应30min，再升温至140℃继续搅拌反应8h，离心分离并用纯水和无水乙醇洗涤3次，在50℃，2kPa干燥40min，制得改性石墨烯；
(2)石墨烯基磷酸铁锂的制备：将一水氢氧化锂和乙二醇按质量比1：8搅拌溶解，再加入磷酸，在10℃，600r/min搅拌35min，加入一水氢氧化锂质量0.1倍的L-抗坏血酸并继续搅拌14min，再加入七水硫酸亚铁和一水氢氧化锂质量0.3倍的改性石墨烯并继续搅拌35min，置于聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在170℃反应5h，冷却至室温取出高压反应釜，打开聚四氟乙烯内衬并将反应产物过滤，用纯水和无水乙醇洗涤3次，在70℃，50Pa干燥12h，制得石墨烯基磷酸铁锂；反应过程中一水氢氧化锂、七水硫酸亚铁、磷酸的摩尔比为3：1：0.5；
(3)碳包覆：将植酸和纯水按质量比1：8混合均匀配制成植酸溶液；将石墨烯基磷酸铁锂、植酸溶液按质量比1：3混合均匀，在10℃，600r/min搅拌35min，过滤并在20℃，50Pa干燥12h，再研磨均匀后，装入石英舟内，置于真空管式炉，以5℃min的升温速率在630℃下保温8h，自然冷却至室温，制得碳包覆石墨烯基磷酸铁锂；
(4)混料：将三氟甲基乙烯、烯丙基二甲基硅烷、二乙烯基硅烷和正己烷按质量比1：1：1：15混合均匀，再加入三氟甲基乙烯质量0.03倍的二乙烯四甲基二硅氧烷铂盐，在70℃，500r/min搅拌回流6h，再加入三氟甲基乙烯质量3倍的三甲氧基硅烷，继续搅拌回流6h，在20℃，1kPa静置4h，制得三氟甲基超支化粘结剂；将碳包覆石墨烯基磷酸铁锂、导电炭黑EC-300J、PVDF粘结剂和三氟甲基超支化粘结剂按质量比8：1：1：1混合均匀，添加碳包覆石墨烯基磷酸铁锂质量0.4倍的N-甲基-2-吡咯烷酮，充分研磨至糊状，制得磷酸铁锂电池正极浆料。
实施例2
一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，所述磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)改性石墨烯的制备：将氧化石墨烯、1,2-丁二醇、3-氨丙基三甲氧基硅烷、对甲苯磺酸按质量比1：1.5：1：0.015混合均匀，在95℃，400r/min搅拌反应25min，再升温至150℃继续搅拌反应7h，离心分离并用纯水和无水乙醇洗涤4次，在55℃，1.5kPa干燥35min，制得改性石墨烯；
(2)石墨烯基磷酸铁锂的制备：将一水氢氧化锂和乙二醇按质量比1：8～1：10搅拌溶解，再加入磷酸，在20℃，700r/min搅拌30min，加入一水氢氧化锂质量0.15倍的L-抗坏血酸并继续搅拌12min，再加入七水硫酸亚铁和一水氢氧化锂质量0.35倍的改性石墨烯并继续搅拌30min，置于聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在175℃反应4.5h，冷却至室温取出高压反应釜，打开聚四氟乙烯内衬并将反应产物过滤，用纯水和无水乙醇洗涤4次，在75℃，70Pa干燥11h，制得石墨烯基磷酸铁锂；反应过程中一水氢氧化锂、七水硫酸亚铁、磷酸的摩尔比为3：1：0.5；
(3)碳包覆：将植酸和纯水按质量比1：9混合均匀配制成植酸溶液；将石墨烯基磷酸铁锂、植酸溶液按质量比1：3.5混合均匀，在20℃，700r/min搅拌30min，过滤并在25℃，70Pa干燥11h，再研磨均匀后，装入石英舟内，置于真空管式炉，以6℃min的升温速率在650℃下保温7h，自然冷却至室温，制得碳包覆石墨烯基磷酸铁锂；
(4)混料：将三氟甲基乙烯、烯丙基二甲基硅烷、二乙烯基硅烷和正己烷按质量比1：1.5：1.5：20混合均匀，再加入三氟甲基乙烯质量0.04倍的二乙烯四甲基二硅氧烷铂盐，在75℃，650r/min搅拌回流5h，再加入三氟甲基乙烯质量3.5倍的三甲氧基硅烷，继续搅拌回流5h，在25℃，1.5kPa静置3.5h，制得三氟甲基超支化粘结剂；将碳包覆石墨烯基磷酸铁锂、导电炭黑EC-300J、PVDF粘结剂和三氟甲基超支化粘结剂按质量比9：1：1：1混合均匀，添加碳包覆石墨烯基磷酸铁锂质量0.45倍的N-甲基-2-吡咯烷酮，充分研磨至糊状，制得磷酸铁锂电池正极浆料。
实施例3
一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，所述磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)改性石墨烯的制备：将氧化石墨烯、1,2-丁二醇、3-氨丙基三甲氧基硅烷、对甲苯磺酸按质量比1：2：1：0.02混合均匀，在100℃，500r/min搅拌反应20min，再升温至160℃继续搅拌反应6h，离心分离并用纯水和无水乙醇洗涤5次，在60℃，1kPa干燥40min，制得改性石墨烯；
(2)石墨烯基磷酸铁锂的制备：将一水氢氧化锂和乙二醇按质量比1：10搅拌溶解，再加入磷酸，在30℃，800r/min搅拌25min，加入一水氢氧化锂质量0.2倍的L-抗坏血酸并继续搅拌14min，再加入七水硫酸亚铁和一水氢氧化锂质量0.4倍的改性石墨烯并继续搅拌25min，置于聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在180℃反应4h，冷却至室温取出高压反应釜，打开聚四氟乙烯内衬并将反应产物过滤，用纯水和无水乙醇洗涤5次，在80℃，100Pa干燥10h，制得石墨烯基磷酸铁锂；反应过程中一水氢氧化锂、七水硫酸亚铁、磷酸的摩尔比为3：1：0.5；
(3)碳包覆：将植酸和纯水按质量比1：10混合均匀配制成植酸溶液；将石墨烯基磷酸铁锂、植酸溶液按质量比1：4混合均匀，在30℃，800r/min搅拌25min，过滤并在30℃，100Pa干燥10h，再研磨均匀后，装入石英舟内，置于真空管式炉，以7℃min的升温速率在680℃下保温6h，自然冷却至室温，制得碳包覆石墨烯基磷酸铁锂；
(4)混料：将三氟甲基乙烯、烯丙基二甲基硅烷、二乙烯基硅烷和正己烷按质量比1：2：2：25混合均匀，再加入三氟甲基乙烯质量0.05倍的二乙烯四甲基二硅氧烷铂盐，在80℃，800r/min搅拌回流4h，再加入三氟甲基乙烯质量4倍的三甲氧基硅烷，继续搅拌回流6h，在30℃，2kPa静置3h，制得三氟甲基超支化粘结剂；将碳包覆石墨烯基磷酸铁锂、导电炭黑EC-300J、PVDF粘结剂和三氟甲基超支化粘结剂按质量比10：1：1：1混合均匀，添加碳包覆石墨烯基磷酸铁锂质量0.5倍的N-甲基-2-吡咯烷酮，充分研磨至糊状，制得磷酸铁锂电池正极浆料。
对比例1
一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，所述磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)石墨烯基磷酸铁锂的制备：将一水氢氧化锂和乙二醇按质量比1：8～1：10搅拌溶解，再加入磷酸，在20℃，700r/min搅拌30min，加入一水氢氧化锂质量0.15倍的L-抗坏血酸并继续搅拌12min，再加入七水硫酸亚铁和一水氢氧化锂质量0.35倍的氧化石墨烯并继续搅拌30min，置于聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在175℃反应4.5h，冷却至室温取出高压反应釜，打开聚四氟乙烯内衬并将反应产物过滤，用纯水和无水乙醇洗涤4次，在75℃，70Pa干燥11h，制得石墨烯基磷酸铁锂；反应过程中一水氢氧化锂、七水硫酸亚铁、磷酸的摩尔比为3：1：0.5；
(2)碳包覆：将植酸和纯水按质量比1：9混合均匀配制成植酸溶液；将石墨烯基磷酸铁锂、植酸溶液按质量比1：3.5混合均匀，在20℃，700r/min搅拌30min，过滤并在25℃，70Pa干燥11h，再研磨均匀后，装入石英舟内，置于真空管式炉，以6℃min的升温速率在650℃下保温7h，自然冷却至室温，制得碳包覆石墨烯基磷酸铁锂；
(3)混料：将三氟甲基乙烯、烯丙基二甲基硅烷、二乙烯基硅烷和正己烷按质量比1：1.5：1.5：20混合均匀，再加入三氟甲基乙烯质量0.04倍的二乙烯四甲基二硅氧烷铂盐，在75℃，650r/min搅拌回流5h，再加入三氟甲基乙烯质量3.5倍的三甲氧基硅烷，继续搅拌回流5h，在25℃，1.5kPa静置3.5h，制得三氟甲基超支化粘结剂；将碳包覆石墨烯基磷酸铁锂、导电炭黑EC-300J、PVDF粘结剂和三氟甲基超支化粘结剂按质量比9：1：1：1混合均匀，添加碳包覆石墨烯基磷酸铁锂质量0.45倍的N-甲基-2-吡咯烷酮，充分研磨至糊状，制得磷酸铁锂电池正极浆料。
对比例2
一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，所述磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)磷酸铁锂的制备：将一水氢氧化锂和乙二醇按质量比1：8～1：10搅拌溶解，再加入磷酸，在20℃，700r/min搅拌30min，加入一水氢氧化锂质量0.15倍的L-抗坏血酸并继续搅拌12min，再加入七水硫酸亚铁并继续搅拌30min，置于聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在175℃反应4.5h，冷却至室温取出高压反应釜，打开聚四氟乙烯内衬并将反应产物过滤，用纯水和无水乙醇洗涤4次，在75℃，70Pa干燥11h，制得磷酸铁锂；反应过程中一水氢氧化锂、七水硫酸亚铁、磷酸的摩尔比为3：1：0.5；
(3)碳包覆：将植酸和纯水按质量比1：9混合均匀配制成植酸溶液；将磷酸铁锂、植酸溶液按质量比1：3.5混合均匀，在20℃，700r/min搅拌30min，过滤并在25℃，70Pa干燥11h，再研磨均匀后，装入石英舟内，置于真空管式炉，以6℃min的升温速率在650℃下保温7h，自然冷却至室温，制得碳包覆磷酸铁锂；
(4)混料：将三氟甲基乙烯、烯丙基二甲基硅烷、二乙烯基硅烷和正己烷按质量比1：1.5：1.5：20混合均匀，再加入三氟甲基乙烯质量0.04倍的二乙烯四甲基二硅氧烷铂盐，在75℃，650r/min搅拌回流5h，再加入三氟甲基乙烯质量3.5倍的三甲氧基硅烷，继续搅拌回流5h，在25℃，1.5kPa静置3.5h，制得三氟甲基超支化粘结剂；将碳包覆磷酸铁锂、导电炭黑EC-300J、PVDF粘结剂和三氟甲基超支化粘结剂按质量比9：1：1：1混合均匀，添加碳包覆磷酸铁锂质量0.45倍的N-甲基-2-吡咯烷酮，充分研磨至糊状，制得磷酸铁锂电池正极浆料。
对比例3
一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，所述磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)改性石墨烯的制备：将氧化石墨烯、1,2-丁二醇、3-氨丙基三甲氧基硅烷、对甲苯磺酸按质量比1：1.5：1：0.015混合均匀，在95℃，400r/min搅拌反应25min，再升温至150℃继续搅拌反应7h，离心分离并用纯水和无水乙醇洗涤4次，在55℃，1.5kPa干燥35min，制得改性石墨烯；
(2)石墨烯基磷酸铁锂的制备：将一水氢氧化锂和乙二醇按质量比1：8～1：10搅拌溶解，再加入磷酸，在20℃，700r/min搅拌30min，加入一水氢氧化锂质量0.15倍的L-抗坏血酸并继续搅拌12min，再加入七水硫酸亚铁和一水氢氧化锂质量0.35倍的改性石墨烯并继续搅拌30min，置于聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在175℃反应4.5h，冷却至室温取出高压反应釜，打开聚四氟乙烯内衬并将反应产物过滤，用纯水和无水乙醇洗涤4次，在75℃，70Pa干燥11h，制得石墨烯基磷酸铁锂；反应过程中一水氢氧化锂、七水硫酸亚铁、磷酸的摩尔比为3：1：0.5；
(3)混料：将三氟甲基乙烯、烯丙基二甲基硅烷、二乙烯基硅烷和正己烷按质量比1：1.5：1.5：20混合均匀，再加入三氟甲基乙烯质量0.04倍的二乙烯四甲基二硅氧烷铂盐，在75℃，650r/min搅拌回流5h，再加入三氟甲基乙烯质量3.5倍的三甲氧基硅烷，继续搅拌回流5h，在25℃，1.5kPa静置3.5h，制得三氟甲基超支化粘结剂；将石墨烯基磷酸铁锂、导电炭黑EC-300J、PVDF粘结剂和三氟甲基超支化粘结剂按质量比9：1：1：1混合均匀，添加石墨烯基磷酸铁锂质量0.45倍的N-甲基-2-吡咯烷酮，充分研磨至糊状，制得磷酸铁锂电池正极浆料。
对比例4
一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，所述磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法主要包括以下制备步骤：
(1)改性石墨烯的制备：将氧化石墨烯、1,2-丁二醇、3-氨丙基三甲氧基硅烷、对甲苯磺酸按质量比1：1.5：1：0.015混合均匀，在95℃，400r/min搅拌反应25min，再升温至150℃继续搅拌反应7h，离心分离并用纯水和无水乙醇洗涤4次，在55℃，1.5kPa干燥35min，制得改性石墨烯；
(2)石墨烯基磷酸铁锂的制备：将一水氢氧化锂和乙二醇按质量比1：8～1：10搅拌溶解，再加入磷酸，在20℃，700r/min搅拌30min，加入一水氢氧化锂质量0.15倍的L-抗坏血酸并继续搅拌12min，再加入七水硫酸亚铁和一水氢氧化锂质量0.35倍的改性石墨烯并继续搅拌30min，置于聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在175℃反应4.5h，冷却至室温取出高压反应釜，打开聚四氟乙烯内衬并将反应产物过滤，用纯水和无水乙醇洗涤4次，在75℃，70Pa干燥11h，制得石墨烯基磷酸铁锂；反应过程中一水氢氧化锂、七水硫酸亚铁、磷酸的摩尔比为3：1：0.5；
(3)碳包覆：将植酸和纯水按质量比1：9混合均匀配制成植酸溶液；将石墨烯基磷酸铁锂、植酸溶液按质量比1：3.5混合均匀，在20℃，700r/min搅拌30min，过滤并在25℃，70Pa干燥11h，再研磨均匀后，装入石英舟内，置于真空管式炉，以6℃min的升温速率在650℃下保温7h，自然冷却至室温，制得碳包覆石墨烯基磷酸铁锂；
(4)混料：将碳包覆石墨烯基磷酸铁锂、导电炭黑EC-300J、PVDF粘结剂按质量比9：1：1混合均匀，添加碳包覆石墨烯基磷酸铁锂质量0.45倍的N-甲基-2-吡咯烷酮，充分研磨至糊状，制得磷酸铁锂电池正极浆料。
效果例
下表1给出了采用本发明实施例1～3与对比例1～4的磷酸铁锂电池正极浆料的电学性能和持久耐用性能的性能分析结果。
表1
从表1中实施例1～3和对比列1～4的实验数据比较可发现，本发明制得的磷酸铁锂电池正极浆料具有良好的电学性能和持久耐用性能。
从实施例1、2、3和对比例1的实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例1的初始放电容量和容量保持率高，说明了对氧化石墨烯进行改性后，使氧化石墨烯表面生长有硅碳支链，提高了氧化石墨烯的分散性，改性石墨烯上含有大量的含氧基团和氨基，将磷酸铁锂吸附结合在改性石墨烯上，在碳包覆的过程中，高温使改性石墨烯分解出小分子的1,2-丁二醇逸出并形成多孔结构，有利于磷酸铁锂与电解液的充分接触，使得充放电过程更加容易，从而提高了电学性能，同时改性石墨烯对磷酸铁锂有良好的结合保护效果，改性石墨烯表面生长的硅碳支链分解形成硅羟基对磷酸铁锂进行内部粘结，使碳包覆石墨烯基磷酸铁锂结构稳定，从而提高了持久耐用性能；从实施例1、2、3和对比例2的实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例2的初始放电容量和容量保持率高，说明了改性石墨烯具有良好的导电效果，在碳包覆石墨烯基磷酸铁锂中形成三维石墨烯导电片层网络，为锂离子和电子在碳包覆石墨烯基磷酸铁锂之间的传递提供更多更稳定的通道，从而提高了电学性能和持久耐用性能从实施例1、2、3和对比例3的实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例3的初始放电容量高，说明了进行碳包覆，在碳包覆石墨烯基磷酸铁锂表面形成石墨化碳层，提高了表面的导电性能，从而提高了电学性能；从实施例1、2、3和对比例4的实验数据比较可发现，实施例1、2、3对比对比例4的容量保持率高，说明了PVDF粘结剂与磷酸铁锂电池正极浆料的相互作用力为范德华力，在使用的过程中，由干粘结力强度不足，随着时间的推移，容易导致电极颗粒的脱落，从而导致容量衰减，本发明在现有技术的基础上添加了三氟甲基超支化粘结剂，三氟甲基超支化粘结剂上的硅羟基能相互交联或与碳包覆石墨烯基磷酸铁锂形成硅氧连接，形成超支化网络结构，提高了总体的稳定性，从而提高了持久耐用性能。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，其特征在于，主要包括以下制备步骤：
（1）改性石墨烯的制备：将氧化石墨烯、1,2-丁二醇、3-氨丙基三甲氧基硅烷、对甲苯磺酸按质量比1：1：1：0.01~1：2：1：0.02混合均匀，在90~100℃，300~500r/min搅拌反应20~30min，再升温至140~160℃继续搅拌反应6~8h，离心分离并用纯水和无水乙醇洗涤3~5次，在50~60℃，1~2kPa干燥30~40min，制得改性石墨烯；
（2）石墨烯基磷酸铁锂的制备：将一水氢氧化锂和乙二醇按质量比1：8~1：10搅拌溶解，再加入磷酸，在10~30℃，600~800r/min搅拌25~35min，加入一水氢氧化锂质量0.1~0.2倍的抗氧化剂并继续搅拌10~14min，再加入七水硫酸亚铁和一水氢氧化锂质量0.3~0.4倍的改性石墨烯并继续搅拌25~35min，置于聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，在170~180℃反应4~5h，冷却至室温取出高压反应釜，打开聚四氟乙烯内衬并将反应产物过滤，用纯水和无水乙醇洗涤3~5次，在70~80℃，50~100Pa干燥10~12h，制得石墨烯基磷酸铁锂；
（3）碳包覆：将石墨烯基磷酸铁锂、植酸溶液按质量比1：3~1：4混合均匀，在10~30℃，600~800r/min搅拌25~35min，过滤并在20~30℃，50~100Pa干燥10~12h，再研磨均匀后，装入石英舟内，置于真空管式炉，以5~7℃ min的升温速率在630~680℃下保温6 ~8h，自然冷却至室温，制得碳包覆石墨烯基磷酸铁锂；
（4）混料：将三氟甲基乙烯、烯丙基二甲基硅烷、二乙烯基硅烷和正己烷按质量比1：1：1：15~1：2：2：25混合均匀，再加入三氟甲基乙烯质量0.03~0.05倍的催化剂，在70~80℃，500~800r/min搅拌回流4~6h，再加入三氟甲基乙烯质量3~4倍的三甲氧基硅烷，继续搅拌回流4~6h，在20~30℃，1~2kPa静置3~4h，制得三氟甲基超支化粘结剂；将碳包覆石墨烯基磷酸铁锂、导电炭黑、PVDF粘结剂和三氟甲基超支化粘结剂按质量比8：1：1：1~10：1：1：1混合均匀，添加碳包覆石墨烯基磷酸铁锂质量0.4~0.5倍的N-甲基-2-吡咯烷酮，充分研磨至糊状，制得磷酸铁锂电池正极浆料。
2.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述一水氢氧化锂、七水硫酸亚铁、磷酸的摩尔比为3：1：0.5。
3.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，其特征在于，步骤（2）所述抗氧化剂为L-抗坏血酸。
4.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，其特征在于，步骤（3）所述植酸溶液是将植酸和纯水按质量比1：8~1：10混合均匀配制而成。
5.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述导电炭黑的型号为EC-300J。
6.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述催化剂为二乙烯四甲基二硅氧烷铂盐。
7.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，其特征在于，步骤（4）所述研磨的设备为超细研磨机CM2000/4。
8.根据权利要求1所述的一种磷酸铁锂电池正极浆料的制备方法，其特征在于，所述磷酸铁锂电池正极浆料的使用方法为：将磷酸铁锂电池正极浆料涂覆在铝箔集流体上，在80℃干燥12h，使用裁片机冲压成直径为14 mm的圆形薄片作为纽扣电池的正极极片，再进行组装成锂电池使用。
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Patent Citations (4)
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|---|---|---|---|---|
| CN105047919A (zh) * | 2015-06-25 | 2015-11-11 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 一种磷酸铁锂电池正极材料的制备方法 |
| CN106252635A (zh) * | 2016-09-30 | 2016-12-21 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种石墨烯包覆的磷酸铁锂正极材料及制备方法 |
| CN114057176A (zh) * | 2021-11-22 | 2022-02-18 | 青岛九环新越新能源科技股份有限公司 | 磷酸铁锂及其制备方法和应用 |
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