[发明专利]一种用于便携式游戏机的锂离子电池的正极材料制备方法

摘要

本发明涉及一种用于便携式游戏机的锂离子电池的正极材料制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）制备磷酸铁锂；（2）制备多孔石墨烯材料；（3）将上述前躯体粉末和石墨烯粉末分别过筛后放入管式气氛炉中，采用两段式烧结，得到LiFePO4/石墨烯复合正极材料。本方法采用特定工艺制备的石墨烯材料对磷酸铁锂进行烧结包覆，在保持了磷酸铁锂的高能量的密度的同时，大大改善了正极材料的导电性能，使得循环稳定性、充电速率都得到提升，并且增加了电池的环境适应能力。

主权项

一种用于便携式游戏机的锂离子电池的正极材料制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（1）前驱体的合成将乙酸锂、硫酸亚铁铁和碳酸铵混合，其中，铁、锂、磷的用量的摩尔比为：Fe∶Li∶P＝1.0‑1.2∶1.0‑1.2∶1.0‑1.1，混合均匀后，在反应容器中溶于去离子水，配成浓度为2‑3mol/L的混合溶液，然后称取LiFePO4理论质量4‑7％的草酸以及取LiFePO4理论质量4‑5％的丙酮加入混合溶液中，搅拌均匀反应容器置于90‑100℃水浴中，搅拌速率为300‑400r/min，并进行超声分散，每次超声时间为15‑20分钟，超声间隔为10‑15分钟，超声次数为3‑5次，然后直到把混合溶液蒸干得到前躯体，最后得到的前驱体置于红外干燥箱中进行干燥，干燥完毕后将前驱体取出研磨成粉末；（2）制备多孔石墨烯材料按石墨粉和浓硫酸的质量体积比（1‑2）g：（2‑3）ml将石墨粉分散到浓硫酸中，搅拌下加入双氧水，所加双氧水的体积是浓硫酸的2‑3倍，搅拌1‑2分钟，温度上升至40‑45℃左右，加入浓硫酸体积2‑3倍蒸馏水，搅拌40‑50分钟，经过离心分离，用质量浓度5‑7％盐酸溶液、蒸馏水和乙二醇反复洗涤后得到氧化石墨纳米材料；将上述氧化石墨纳米材料配制15‑20mg/mL的氧化石墨烯水溶液，将氧化石墨烯水溶液倒入聚四氟乙烯为内胆的不锈钢反应釜中，其中氧化石墨烯水溶液与聚四氟乙烯的体积比为3‑4:5，将不锈钢反应釜密封置于鼓风干燥箱中干燥，然后将不锈钢反应釜自然冷却至室温，用过滤纸吸取溶液中的水份，得到的粉末置于真空干燥箱中充分干燥，球磨后得到多孔石墨烯材料；（3）烧结得到LiFePO4/石墨烯复合正极材料将上述前躯体粉末和石墨烯粉末分别过200目筛后放入管式气氛炉中，其中石墨烯与前躯体粉末的质量比为3‑5：100，在还原性气氛下以升温速率10‑15℃/分钟加热至600‑700℃，保温时间5‑8小时，再以升温速率15‑20℃/分钟加热至800‑900℃，保温10‑12小时，得到LiFePO4/石墨烯复合正极材料，其中还原气氛为体积流量比为1：5‑8的氩气与氢气。