利用磁控溅射技术在磷酸铁锂正极表面沉积纳米铜的方法技术

本发明专利技术涉及一种利用磁控溅射在磷酸铁锂正极表面沉积纳米铜的方法，属于锂离子电池电极材料的技术领域，其特征在于：将含锂、铁、磷和碳的前驱物混合并进行球磨，待球磨后的浆料干燥后压成纽扣状，并在氩气氛围下分段进行热处理，最终得到碳包覆的磷酸铁锂正极材料。分别称量70~80重量份的磷酸铁锂、10~20重量份的导电炭黑和5~10重量份的聚偏氟乙烯，依次序倒入含有N‑甲基吡咯烷酮的研钵中，充分研磨均匀，将浆料涂布在铝箔上，真空干燥获得磷酸铁锂电极片。利用磁控溅射技术，将涂布完成的电极片置于溅射腔内，将纳米铜修饰在磷酸铁锂的正极片上。采用本发明专利技术所述的方法，电池的倍率充放电性能和循环稳定性显著提高，改善效果不受碳包覆影响。

Method for depositing nano copper on the surface of lithium iron phosphate positive electrode by magnetron sputtering

The invention relates to a method for using magnetron sputtering in lithium iron phosphate cathode surface deposition of nano copper, which belongs to the technical field of electrode material of lithium ion battery, which is characterized in that: lithium, iron, phosphorus and carbon precursors are mixed and ball milling, slurry to be milled dry pressed button shaped, and in argon atmosphere section for heat treatment, finally obtained the lithium iron phosphate cathode material coated with carbon. Are weighing 70~80 parts by weight of lithium iron phosphate, 10~20 weight portions of the conductive carbon black and 5~10 portions of polyvinylidene fluoride, in sequence into N containing n-methlpyrrolidone mortar, fully grinding evenly, the slurry coating on the aluminum foil, vacuum drying to obtain LiFePO4 electrode. By using magnetron sputtering technique, the coated electrode is placed in the sputtering cavity, and the nano copper is modified on the positive electrode of lithium iron phosphate. By adopting the method of the invention, the rate, charging and discharging performance of the battery and the stability of the cycle are remarkably improved, and the effect is not influenced by the carbon coating.

【技术实现步骤摘要】
利用磁控溅射技术在磷酸铁锂正极表面沉积纳米铜的方法
本专利技术专利属于锂离子二次电池材料
，具体涉及一种利用磁控溅射在磷酸铁锂正极表面沉积纳米铜的方法。技术背景进入21世纪以来，全球能源危机及环境问题日益突出，传统的能源例如石油煤炭等已经不在适应当今世界绿色能源的主题，至此各种新型能源被发掘并且已在人们生产与生活中起到巨大的作用。而作为新一代优越的储能设备的锂离子电池就是在这样的大背景下应运而生。具有工作电压高、能量密度高、无污染和循环性能好等优点，锂离子二次电池被广泛应用于便携式数码设备、电动车（EVs）、混合电动车(PHEVs)和武装设备等移动电子终端设备领域。锂离子二次电池的正极材料有多种，例如LiCoO2、LiMn2O4、LiNi1/3Co1/3Mn1/3、LiNi0.5Mn1.5O4和LiFeSiO4等等。橄榄石型的LiFePO4因为其具有很高的比容量（170mAhg-1）、丰富的原材料、低廉的市场价格以及环境友好型等优点，已越来越受人们的关注。尤其该材料内禀的安全稳定性满足电动车（EVs）、混合电动车（PHEVs）对锂电池提出的严格的要求。致使橄榄石型的LiFe本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用磁控溅射技术在磷酸铁锂正极表面沉积纳米铜的方法，其特征在于：1）将组份A含锂的前驱物乙酸锂或碳酸锂、组份B含磷的前驱物磷酸二氢铵或磷酸氢二铵、组份C含炭的前驱物蔗糖或葡萄糖，与草酸亚铁于无水乙醇或丙酮中球磨12~24小时，转速为每分钟180~350转；其中组份A、组份B、组份C和草酸亚铁的摩尔质量比为1.03：1~1.08：0.05~0.07：0.92~1.08；2）将球磨后的浆状前驱物在60~80℃的干燥箱中干燥12~24小时，形成淡黄色粉末，将淡黄色粉末在玛瑙研钵中研磨30~120分钟后，压成纽扣状，压力大小为10Mpa~20Mpa；3）将纽扣状前驱体置于气氛炉中，管式炉轴向方向前...

【技术特征摘要】
1.一种利用磁控溅射技术在磷酸铁锂正极表面沉积纳米铜的方法，其特征在于：1）将组份A含锂的前驱物乙酸锂或碳酸锂、组份B含磷的前驱物磷酸二氢铵或磷酸氢二铵、组份C含炭的前驱物蔗糖或葡萄糖，与草酸亚铁于无水乙醇或丙酮中球磨12~24小时，转速为每分钟180~350转；其中组份A、组份B、组份C和草酸亚铁的摩尔质量比为1.03：1~1.08：0.05~0.07：0.92~1.08；2）将球磨后的浆状前驱物在60~80℃的干燥箱中干燥12~24小时，形成淡黄色粉末，将淡黄色粉末在玛瑙研钵中研磨30~120分钟后，压成纽扣状，压力大小为10Mpa~20Mpa；3）将纽扣状前驱体置于气氛炉中，管式炉轴向方向前躯体前后两侧放置若干炭，在保护气体氮气或氩气氛围下分两步煅烧，得到黑色碳包覆的磷酸铁锂粉末；4）分别按重量份比例70~80：10~20：5~10称量磷酸铁锂或LiFePO4/C、导电炭黑和聚偏氟乙烯，首先将聚偏氟乙烯置于玛瑙研钵中，倒入N-甲基吡咯烷酮，待PVDF溶解于N-甲基吡咯烷酮之后，分别加入导电炭黑和LiFePO4或者LiFePO4/C之一，充分研磨均匀，研磨成稀泥浆状后涂布于铝箔上，干燥后得到磷酸铁锂正极片；5）将磷酸铁锂正极片放置于溅射腔内作为溅射基底，抽真空至10-4Pa，腔内底部加热器温度设置为70~100℃之间；6）往溅射腔内通入纯氩气，控制气体流速在20~40sccm之间，调节通气阀控制溅射腔内的工作气压在0.1~2Pa之间进行溅射；7）将溅射有纳米铜的磷...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文宇，黄志高，林应斌，李加新，赵桂英，洪振生，
申请(专利权)人：福建师范大学，
类型：发明
国别省市：福建,35