[发明专利]一种基于微波法的磷化锂电极制备方法

说明书

本发明公开了一种基于微波法的磷化锂电极制备方法，包括以下步骤：S1，采用气流研磨机对苯基磷酸锂进行研磨后，通过600至2000目的筛子对研磨后的苯基磷酸锂颗粒进行过滤；S2，将S1所得材料放置于惰性气氛中进行加热处理，处理温度为300至500℃；S3，将S2所得材料进行微波处理，微波功率为400至1000W，处理时间为0.5至3h；S4,将S3所得材料与碳纤维和聚偏氟乙烯混合，三者质量比为90:5:5至65:25:10，以N‑甲基吡咯烷酮为溶剂，搅拌3h，将混合材料涂覆于铜箔上作为电极材料。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种基于微波法的磷化锂电极制备方法。

背景技术

化石燃料的大量使用给我们的居住环境带来了巨大的压力。可再生能源的利用被认为是解决该问题的有效途径。然而，可再生能源具有不稳定的特点。为能有效利用，方法之一便是将可再生能源转化为电能并通过充放电电池进行存储。当前锂离子电池性能特别是其较低的比能量越来越不能满足我们的使用要求。为了提高锂离子电池的比能量，我们有必要开发出具有高比容量的电极材料。红磷因其极高的比容量(2600mAh/g)而备受关注，然而其较低的处理温度影响了进一步使用。作为红磷的锂化产物，磷化锂能耐受较高的温度，在一定程度上优于红磷材料。然而，磷化锂电极的商业化，仍面临着一些问题，包括磷化锂电子导电性不佳，磷化锂充放电过程中体积变化较大。近年来，研究人员针对如何提高磷化锂电极的性能，特别是抑制磷化锂电极充放电过程中的体积变化做了许多研究。最有效的方法就是通过机械球磨法将磷化锂与碳材料混合，如将碳纳米管、碳纳米纤维、石墨烯等碳材料与磷化锂混合。然而，由于磷化锂具有力学强度高的特点，传统方法既不能很好地将磷化锂纳米化，又不能有效地将其与碳材料混合均匀，导致磷化锂电极的库伦效率低，循环稳定性差。因此，还需寻求一种更有效的制备磷化锂电极的方法。

发明内容

鉴于以上存在的技术问题，本发明用于提供一种基于微波法的磷化锂电极的制备方法，采用微波法能够很好地制备纳米尺度的磷化锂颗粒，并同步实现纳米磷化锂颗粒被碳壳包覆，从而提高磷化锂电极的电子导电性，抑制磷化锂电极充放电过程中的体积膨胀，提高磷化锂电极的库伦效率，改善磷化锂电极的循环稳定性。

为了实现上述技术目的，本发明的技术方案如下：

一种基于微波法的磷化锂电极的制备方法，包括以下步骤：

S1，采用气流研磨机对苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂进行研磨后，通过600至2000目的筛子对研磨后的苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂颗粒进行过滤；

S2，将S1所得材料放置于惰性气氛中进行加热处理，处理温度为300至500℃；

S3，将S2所得材料进行微波处理，微波功率为400至1000W，处理时间为0.5至3h；

S4,将S3所得材料与碳纤维和聚偏氟乙烯混合，三者质量比为90:5:5至65:25:10，以N-甲基吡咯烷酮为溶剂，搅拌3h，将混合材料涂覆于铜箔上作为电极材料。

优选地，在步骤S1中，对研磨后的苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)磷酸锂颗粒进行过滤的筛子为2000目。

优选地，在步骤S2中，处理温度为450℃。

优选地，在步骤S3中，微波功率为1000W，处理时间为1h。

优选地，在步骤S4中，S3所得材料与碳纤维和聚偏氟乙烯三者质量比为85:10:5。

采用本发明的技术方案，可以很好地制备纳米尺度的磷化锂颗粒，并同步实现纳米磷化锂颗粒被碳壳包覆，从而提高磷化锂电极的电子导电性，抑制磷化锂电极充放电过程中的体积膨胀，提高磷化锂电极的库伦效率，改善磷化锂电极的循环稳定性。相对于现有技术，本发明的有益效果如下：

(1)本发明提出的方法工艺简单，易于实现。