锂离子电池用多孔LiFePO₄块体电极的制备方法

摘要

本发明涉及锂离子电池领域，属于磷酸盐型块体电极的制备技术及准确的电极材料表征技术，具体为一种不含任何粘合剂及有机溶剂的锂离子电池用多孔LiFePO₄块体电极的制备方法，适用于改进大容量块体电极且能精确表征电极材料性能。本发明方法包括：将一定量的正极材料与有机物混合，冷压成块。再通过低温烧结的方法得到具有多孔结构的正极块体电极，或者同时通过化学气相沉积的方法将多孔结构的LiFePO₄颗粒表面均匀包覆一层连续的导电碳膜来获得具有更优异导电性。本发明解决了常规制备LiFePO₄正极片冗长繁琐的工序，需要多种工艺设备以及价格昂贵的粘合剂和溶解粘合剂的溶剂的问题。在此基础上，解决传统表征使用膜式电极来表征LiFePO₄正极材料电化学性能不精确的问题。

主权项

一种锂离子电池用多孔LiFePO₄块体电极的制备方法，其特征在于，通过均匀混合LiFePO₄与有机物后，再通过冷压成型的方法使其成型；低温烧结，使得LiFePO₄正极材料与LiFePO₄颗粒互相连接同时形成多孔结构，再将已经形成多孔结构的LiFePO₄颗粒表面通过化学气相沉积的方法均匀包覆一层导电碳膜来获得多孔导电LiFePO₄块体电极，其具体步骤如下：（1）合成出电极材料LiFePO₄粉末，LiFePO₄粉末的粒径为50 ‑500 nm；随后将粉末与有机物造孔剂均匀的混合，有机物占混合物总质量的30 wt%‑60 wt%，将混合均匀的干燥粉末在模具中冷压成型；所述有机物为三聚氰胺；（2）将成型好的块体放入管式炉的恒温区中，随后排出炉内空气后通入保护气体，接着升温至设定温度200‑400 ℃后恒温10‑60分钟进行排水处理并形成多孔结构；随后温度升至500‑800 ℃后，恒温10‑180分钟进行烧结处理；所述步骤（2）中，多孔结构的技术参数：孔隙率10 %‑99 %，具有大孔结构、中孔结构和微孔结构，大孔结构所占的全部孔容的体积分数为1 %‑99 %，中孔结构所占的全部孔容的体积分数为1 %‑99 %，其余为微孔结构；大孔结构孔径50 nm‑500 μm，中孔结构孔径2‑50 nm，微孔结构孔径小于2 nm；所述步骤（2）之后，通入碳源气体进行化学气相沉积，在已经形成多孔结构的LiFePO₄颗粒表面均匀包覆一层导电碳来获得多孔导电LiFePO₄块体电极。