[发明专利]锂离子电池电极制备及电池的组装方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池电极制备及电池的组装方法，属于纳米材料制备领域。

背景技术

氧化铁纳米材料由于其优良的性能被广泛应用于催化剂、能量储存与转化设备、磁性材料、水污染处理、气敏材料、颜料等方面。而超级电容器具有功率密度高、充放电速度快、循环稳定性好、寿命长等优点，作为一种新型的储能装置日益受到大家的关注。本文是在氧化铁纳米材料研究现状的基础上，主要尝试采用液相沉淀法等合成手段，可控制备合成了多种氧化铁纳米材料，如一维纳米结构、中空结构、多面体结构，利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、透射电子显微镜（TEM）、比表面测试仪（BET）等现代分析测试技术表征了材料的微观形貌和结构，分别以制得的氧化铁纳米材料作为超级电容器和锂离子电池电极材料，组装成测试器件，使用循环伏安、交流阻抗、恒电流充放电测试方法研究了材料的电化学性能，得到了良好的测试结果。

作为一种新型储能装置，超级电容器具有输出功率高、充电时间短、工作温度范围宽、使用寿命长、安全且无污染等优点，有望成为本世纪新型的绿色电源。目前常用的用于超级电容器电极材料的包括碳材料、金属氧化物材料、导电聚合物材料等，但这些材料由于固有的一些问题，导致制备出的电极材料比容量相对较低，这势必对电容器的整体性能有很大的影响

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种锂离子电池电极制备及电池的组装方法。

本发明的目的是为了克服传统制备方法制备的材料的不足，提供了一种锂离子电池电极制备及电池的组装方法。为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

本发明提供了一种锂离子电池电极制备及电池的组装方法，包括以下步骤：

步骤一、微波合成，分别将Fe(NO₃)₃·9H₂O和KOH溶解在去离子水中；搅拌后将混合溶液转移到微波反应仪中反应；自然冷却后把所得沉淀离心出来，反复洗涤；真空干燥后得到黄绿色的产物为α-FeOOH；将产物升温然后自然冷却，最后得到红色产物为α-Fe₂O₃；

步骤二、以合成Fe2O3纳米材料为电极活性物，选择导电剂和粘结剂，按比例加入N-甲基吡咯烷酮溶剂后，经过研磨混合得到浆料；

步骤三、将浆料涂布于集流体铜箔上，再于真空干燥，除去溶剂和水分，并压实，使电极粉料间接触紧密；

步骤四、冲压成负极圆片，在真空干燥箱中干燥后准备电池装配。

优选的，上述步骤一具体包括：

步骤1.1、分别将Fe(NO₃)₃·9H₂O 和KOH 溶解在去离子水中；

步骤1.2、将KOH溶液滴加入搅拌中的Fe(NO₃)₃·9H₂O溶液中；

步骤1.3、加去离子水到混合溶液中，搅拌后，将混合溶液转移到三口烧瓶内；

步骤1.4、盛有溶液的三口烧瓶在微波反应仪中反应；

步骤1.5、反应结束后待烧瓶自然冷却到室温，把所得沉淀离心出来，用无水乙醇和蒸馏水反复洗涤，以除去未反应完的试剂；

步骤1.6、将洗好的沉淀真空干燥，得到黄绿色的产物为α-FeOOH；

步骤1.7、将产物然后放入马弗炉，升温至350°C保持，然后自然冷却到室温，最后得到干燥松散的红色产物为α-Fe₂O₃。

优选的，上述步骤1.1中分别将0.02mol Fe(NO₃)₃·9H₂O和0.02mol KOH 溶解在20ml去离子水中。

优选的，上述步骤1.3中加30ml 去离子水到混合溶液中，搅拌10分钟后，将混合溶液转移到三口烧瓶内。

优选的，上述步骤1.4中在盛有溶液的三口烧瓶在90°C的微波反应仪中反应1小时。

优选的，上述步骤二中导电剂为炭黑，粘结剂为聚偏氟乙烯，按照质量比为75:20:5配比电极活性物、导电剂和粘结剂。

优选的，上述步骤三具体为将浆料涂布于集流体铜箔上，再于120 ℃下真空干燥8~10小时，除去溶剂和水分，并于8~12MPa的压力下压实，使电极粉料间接触紧密。