[发明专利]石墨烯与碳共包覆磷酸亚铁锂的锂离子电池正极材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种石墨烯与碳共包覆磷酸亚铁锂的锂离子电池正极材料及其制备方法，采用碳包覆的磷酸亚铁锂、石墨烯为原料，石墨烯质量百分比为1～9％。本发明采用悬浮混合法制备石墨烯和碳共包覆磷酸亚铁锂，以改善现有碳包覆磷酸亚铁锂正极材料低温电化学性能差的缺点。本发明以一种工艺简单、成本低廉的改性方法，提供了具有优良低温电化学性能的锂离子电池正极材料。以本发明的正极材料组装的扣式电池，在0℃，1C倍率下循环100次后的容量保持率为95.1％；在-20℃，1C倍率下，循环100次后的容量保持率为90.1％。

主权项

一种石墨烯与碳共包覆磷酸亚铁锂的锂离子电池正极材料，其原料组成及其质量百分含量为：LiFePO₄/C粉末91～99％，石墨烯1～9％；所述的石墨烯与碳共包覆磷酸亚铁锂的锂离子电池正极材料，采用悬浮混合法进行制备，步骤如下：(1)将石墨烯粉体和LiFePO₄/C粉体分别过325目筛，按LiFePO₄/C粉末91～99％，石墨烯1～9％的质量百分比称量；每次配料总质量为3克，将按上述比例计算得到的LiFePO₄/C粉体分散到120毫升无水乙醇中形成悬浮液，将按上述比例计算得到的克石墨烯粉体分散到30毫升无水乙醇中形成悬浮液，分别将两种悬浮液超声振荡20分钟，再在室温下搅拌4小时；(2)将步骤(1)所得石墨烯悬浮液逐滴加入到LiFePO₄/C悬浮液中，于室温下继续搅拌3小时，然后在60℃的加热条件下搅拌直至无水乙醇挥发，得到糊状物；(3)将步骤(2)所得糊状物放入烘箱，于80℃下干燥12小时，之后研磨、过280目筛，得到黑色粉体；(4)将步骤(3)过筛后的黑色粉体置于管式炉中，在氮氢混合气氛中于400℃热处理2小时，再次研磨、过325目筛，最后得到石墨烯改性的LiFePO₄/C正极材料；(5)将步骤(4)所得石墨烯改性的LiFePO₄/C正极材料采用涂布法制备正极片。