[发明专利]一种磷酸铁锂电池正极材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种磷酸铁锂电池正极材料，其原料按重量份数如下：磷酸铁锂60‑80份，导电碳材料6‑10份，粘结剂4‑8份，改性银粉5‑10份，去离子水20‑30份，金属氧化物2‑4份，分散剂3‑8份，本发明还提供了一种磷酸铁锂电池正极材料的制备方法。该磷酸铁锂电池正极材料，电化学性能优良，通过加入改性银粉和金属氧化物进，使材料的电化学性能尤其是倍率性能得到很大提高，能提高整体的导电率，且电池比容量衰减量小，提高了产品的循环使用次数，延长了使用寿命，该磷酸铁锂电池正极材料的制备方法严格控制各步骤的制备工艺参数，各组分混合均匀，便于大规模制备电化学性能优良的磷酸铁锂电池正极材料，安全稳定，生产周期短，适用范围广，有利于推广和普及。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种磷酸铁锂电池正极材料，同时本发明还涉及一种磷酸铁锂电池正极材料的制备方法。

背景技术

作为新一代二次电池，锂离子电池被认为是最有发展前景的二次电池。与传统铅酸电池、镍氢电池、镍镉等二次电池相比，锂离子电池具有工作电压高、循环寿命长、能量密度大、无记忆功能等诸多优势。自上世纪90年代锂离子电池出现以来，随着锂离子电池材料及关键技术的不断发展与进步，现已广泛应用在电子产品、新能源汽车、航空航天等领域。其中正极材料是锂离子电池的关键材料，其性质与价格直接决定了锂离子电池的性能与成本。目前，国内锂离子电池正极材料主要集中在锰酸锂、三元锂以及磷酸铁锂，其中，由于磷酸铁锂具有循环稳定性好、安全性高、原料来源丰富、不含有毒金属等优势，被认为是现存正极材料中最具有发展前景的材料之一。但是由于磷酸铁锂具有特殊的橄榄石晶型结构，电子及锂离子在材料内部传输速率较低，从而导致磷酸铁锂在充放电过程中内部极化较大，大倍率充放电性能差，严重阻碍其在动力电池中的应用。

另外，相关技术的制备磷酸铁锂正极材料的工艺中仅用普通的搅拌器搅拌混合材料，从而需要较长时间才能将混合材料搅拌均匀，制备周期较长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷酸铁锂电池正极材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种磷酸铁锂电池正极材料，其原料按重量份数如下：磷酸铁锂60-80份，导电碳材料6-10份，粘结剂4-8份，改性银粉5-10份，去离子水20-30份，金属氧化物2-4份，分散剂3-8份。

优选的，所述导电碳材料包括碳黑、无定形碳、碳纳米管、碳纳米线、碳凝胶、石墨烯当中的一种或多种，且导电碳材料为颗粒状结构。

优选的，所述粘结剂采用聚氯乙烯或聚偏氟乙烯。

优选的，所述金属氧化物为三氧化二铝、二氧化锰、氧化银中的一种或多种。

优选的，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮。

优选的，所述改性银粉为银粉、纳米碳、硅烷偶联剂和二硼化钛在煅烧炉中在400-500℃下烧结2-4h后粉碎制得，且银粉、纳米碳、硅烷偶联剂和二硼化钛的混合比例为30:1:1:2。

本发明还提供一种磷酸铁锂电池正极材料的制备方法，包括如下步骤：

S1：取料，将磷酸铁锂、导电碳材料、粘结剂、改性银粉、去离子水和金属氧化物和分散剂按重量份数称取，备用；

S2：干燥，将磷酸铁锂、导电碳材料和金属氧化物在120-180℃条件下进行微波干燥，干燥时间为10-20min；

S3：研磨，将S2中干燥好的磷酸铁锂、导电碳材料和金属氧化物一起加入研磨机中，研磨2-3h后得到混合粉料A；

S4：混合，将粘结剂加入到去离子水中搅拌均匀后，再将改性银粉和S3中得到的混合粉料A加入去离子水后，放入40-60℃的水浴锅中混合搅拌30-50min，从水浴锅中取出放在室温下自然冷却后，制得混合溶液A；