一种多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109256547A(43)申请公布日2019.01.22(21)申请号201811034040.2(22)申请日2018.09.05(71)申请人合肥国轩电池材料有限公司地址230000安徽省合肥市庐江县经济开发区移湖西路厂房(72)发明人宋磊饶媛媛(74)专利代理机构合肥天明专利事务所(普通合伙)34115代理人韩燕金凯(51)Int.Cl.H01M4/36(2006.01)H01M4/58(2010.01)H01M4/62(2006.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料的制备方法(57)摘要本发明公开了一种多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料的制备方法，首先将鳞片石墨经Hummers法氧化后、再烘干、研磨并放入到高温管式炉中膨胀处理，然后经聚乙烯吡咯烷酮溶液超声剥离，制得的多孔石墨烯溶液与适量的葡萄糖、碳酸锂、磷酸铁充分混合研磨、再烘干，得到粉末物，最后粉末物在惰性气氛下升温烧结，即得多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料。本发明操作简单，易于工业化生产，将本发明制备的成型材料作为正极材料直接应用于锂离子电池，放电比容量高，且具有优异的倍率性能。CN109256547ACN109256547A权利要求书1/1页1.一种多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：（1）、将一定量的鳞片石墨经Hummers法氧化后，加入适量的氢氧化钾溶液再烘干进行研磨后，放入到高温管式炉中膨胀处理，再经洗涤后，加入适量的聚乙烯吡咯烷酮溶液超声剥离，制得多孔石墨烯溶液；（2）、将步骤（1）制得的多孔石墨烯溶液与适量的葡萄糖、碳酸锂、磷酸铁充分混合研磨、再烘干，得到粉末物，最后粉末物在惰性气氛下升温烧结，即得多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料。2.根据权利要求1所述的一种多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述的氢氧化钾溶液的浓度为0.1-1mol/L；所述的高温管式炉中的温度设定为700-1000℃；所述的聚乙烯吡咯烷酮溶液的浓度为0.01-1mol/L。3.根据权利要求1所述的一种多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述的葡萄糖占多孔石墨烯溶液的质量分数为1-10%，所述的碳酸锂占多孔石墨烯溶液的质量分数为5-20%，所述的磷酸铁占多孔石墨烯溶液的质量分数为10-50%。4.根据权利要求1所述的一种多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述的在惰性气氛下升温烧结的参数是：升温速率2-10oC/min，烧结温度在500-1000oC，烧结时间2-15小时；所述的惰性气氛为氮气、氦气、氩气中的至少一种。5.根据权利要求2所述的一种多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述的氢氧化钾溶液的浓度为0.1mol/L；所述的高温管式炉中的温度设定为700℃；所述的聚乙烯吡咯烷酮溶液的浓度为0.1mol/L。6.根据权利要求3所述的一种多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述的葡萄糖占多孔石墨烯溶液的质量分数为2.3%，所述的碳酸锂占多孔石墨烯溶液的质量分数为5%，所述的磷酸铁占多孔石墨烯溶液的质量分数为20%。7.根据权利要求4所述的一种多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料的制备方法，其特征在于：所述的在惰性气氛下升温烧结的参数是：升温速率5oC/min，烧结温度在700oC，烧结时间12小时。2CN109256547A说明书1/4页一种多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及锂离子电池技术领域，具体是一种多孔石墨烯-磷酸铁锂正极材料的制备方法。背景技术[0002]由于石油资源日益枯竭，环境污染严重，控制二氧化碳排放量的要求越来越高，寻求新能源替代化石燃料应用于汽车引起了广泛的关注，比如采用高能量密度锂离子电池的混合动力电动汽车和纯电动汽车被认为是替代化石燃料汽车的合适替代品。正极材料更多的追求是高比容量和优异的倍率性能，而磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池在应用于高功率的电动工具、混合动力和纯电动汽车具有优异的安全性能、高容量（170mAhg-1），因此被认为具有发展前景的正极材料。然而低导电率(10-9Scm-1)和锂离子扩散速率(10-15–10-12cm2s-1)严重阻碍了磷酸铁锂的发展。[0003]石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成的平面二维材料，具有优异的物理化学性能，研究发现磷酸铁锂与石墨烯形成的复合正极材料，极大提高了电极材料的电导率，而多孔结构的石墨烯与磷酸铁锂复合，不仅能够提高材料电导率也能够满足锂离子快速迁移的需要，因此多孔石墨烯/磷酸铁锂复合材料作为锂离子正极材