本发明专利技术涉及一种磷酸亚铁锂材料及匹配相容性电解液及其电池的制备方法，其特征在于：以磷酸亚铁锂LiFePO 4为正极材料，及匹配相容性电解液以LiPF6为溶质，分别加入组合溶剂：碳酸乙烯酯‑碳酸二乙酯（EC‑DEC）、碳酸乙烯酯‑碳酸二甲酯（EC‑DMC）、聚碳酸酯‑碳酸二甲酯（PC‑DMC）；按工艺步骤将无水LiPF6在低于1〜2mmHg的真空千燥箱中70〜80°C条件下干燥20〜24小时后，配制成LiPF6不同混合溶剂的电解液；磷酸亚铁锂电极材料，在充满高纯氩气的手套箱中组装电极电池，隔膜为聚丙稀微孔膜，加入适量的lmol/L LiPF6不同混合溶剂的匹配相容性电解液；通过磷酸亚铁锂正极材料与匹配相容性电解液体系制备锂离子电池，导电性好，提高能量密度和良好的循环性能。
A Lithium Ferrite Phosphate Matching Compatibility Electrolyte and Its Battery Preparation Method
【技术实现步骤摘要】
一种磷酸亚铁锂材料及匹配相容性电解液及其电池的制备方法
本专利技术属于新型锂电池领域，涉及一种磷酸亚铁锂材料及匹配相容性电解液及其电池的制备方法。
技术介绍
锂离子电池由于其优良的性能如高能量密度和良好的循环性能，已广泛应用于移动电话、摄像机和笔记本电脑等便携式电子设备。正极材料和锂离子电池的初始容量有较大的关系并且在防止容量衰减方面扮演重要的角色。橄榄石型的LiMP04(M=Fe、Mn、FeyMni.y、Co、Ni)具有优良的电化学性能，适合做锂离子二次电池的正极材料，自1997年goodenough's课题组首次报道了LiFeP04是一种有潜力的正极材料，其具有比容量高_(170mAh/g)、循环性能优良、高温充放电性能好、原料来源广泛、无环境污染、材料的热稳定性好、所制备电池的安全性能突出等优点，使其在各种可移动电源领域，特别是动力电池领域有着极大的市场前景，成为材料界的研究热点，但是导电性差(10_9-1(TIGS•Cm“)是其商品化过程中必须克服的障碍之一。为此，试图研究及试验中，从橄榄石型正极材料在传统电解液中的电化学性能，通过更换不同锂盐，扩大有机溶剂的种类；通过添加不同含量的有机溶剂，以改善其在纯离子液体中的电化学性能，并且通过锂锂离子正极材料在不同充电电压上限时的测试，了解了影响电池电化学性能的主要原因，从有机溶剂的种类和含量、锂盐种类和室温离子液体及电压上限等方面，通过恒电流充放电和循环伏安测试锂离子正极材料在每一种电解液体系中的电化学性能及相容性，从中优选出相容性较好的电解液体系，以克服锂离子电池材料与不同电解液体系的相容性问题而导致的动力电池导电性差。
技术实现思路
本专利技术要解决的问题是现有的锂离子正极材料与传统电解液的匹配相容性差而引发的电化学性能及导电性差问题，提供一种磷酸亚铁锂材料及匹配相容性电解液及其电池的制备方法，通过磷酸亚铁锂正极材料与匹配相容性电解液体系制备锂离子电池，导电性好，提高锂离子电池高能量密度和良好的循环性能，扩大锂离子电池在各种可移动电源领域，特别是动力电池领域极大的应用。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种磷酸亚铁锂材料及匹配相容性电解液，其特征在于：以磷酸亚铁锂LiFePO4为正极材料，及匹配相容性电解液以LiPF6为溶质，分别加入组合溶剂：碳酸乙烯酯-碳酸二乙酯（EC-DEC）、碳酸乙烯酯-碳酸二甲酯（EC-DMC）、聚碳酸酯-碳酸二甲酯（PC-DMC），按工艺步骤在混合器中经充分溶解、混合、反应分别配制成LiPF6不同混合溶剂的电解液；其中，所述溶质LiPF6:组合溶剂为1:1〜2；所述组合溶剂：碳酸乙烯酯:碳酸二乙酯（EC-DEC）为1:1〜2碳酸乙烯酯:碳酸二甲酯（EC-DMC）为1:1〜2聚碳酸酯:碳酸二甲酯（PC-DMC）为1:1〜2。作为优选，所述匹配相容性电解液以LiBF4为溶质，分别加入组合溶剂碳酸乙烯酯-碳酸二乙酯（EC-DEC）、碳酸乙烯酯-碳酸二甲酯（EC-DMC）、聚碳酸酯-碳酸二甲酯（PC-DMC），按工艺步骤在混合器中经充分溶解、混合、反应分别配制成LiBF4不同混合溶剂的电解质；其中，所述溶质LiPF6:组合溶剂为1:1〜2。作为优选，所述匹配相容性电解液以LiC1O4为溶质，分别加入组合溶剂碳酸乙烯酯-碳酸二乙酯（EC-DEC）、碳酸乙烯酯-碳酸二甲酯（EC-DMC）、聚碳酸酯-碳酸二甲酯（PC-DMC），按工艺步骤在混合器中经充分溶解、混合、反应分别配制成LiC1O4不同混合溶剂的电解质。其中，所述溶质LiC1O4组合溶剂为1:1〜2。一种匹配相容性电解液的制备方法，其特征在于：1）将无水LiPF6在低于1〜2mmHg的真空千燥箱中70〜80°C条件下干燥20〜24小时后，密封放入手套箱中备用；将干燥后的LiC1O4和LiBF4密封放入干燥箱中备用；2）以干燥后的LiPF6为溶质在手套箱中分别配制1mol/LLiPFe/不同混合溶剂的电解质溶液，其组成分别是1mol/LLiPF6/EC-DEC(1:1〜2invol%)、lmol/LLiPF6/EC-DMC(l:l〜2)、lmol/LLiPF6/PC-DMC(l:l〜2)；3）以干燥后的四氟硼酸锂LiBF4为溶质在手套箱中分别配制1mol/LLiBF4不同混合溶剂的电解质溶液，其组成分别是lmol/LLiBF4/EC-DEC(1:1〜2invol%)、lmol/LLiBF4/EC-DMC(1:1〜2invol%)、lmol/LLiBF4/PC-DMC(l:l〜2invol%)。一种磷酸亚铁锂材料及匹配相容性电解液的电池制备方法，其特征在于：1）磷酸亚铁锂LiFePO4电极的制备；采用LiFePO4、乙炔黑导电剂和电极粘结剂PVDF分散在NMP溶剂中，其中，三者的质量比为75〜80:12〜17:7.2〜8，高速搅拌混合均勻后在铝箔上涂膜，100〜120°C条件下真空干燥20〜24h作为磷酸亚铁锂电极；2）在充满高纯氩气的手套箱中组装三电极电池，参比和辅助电极均为光亮锂涪，隔膜为聚丙稀微孔膜，加入适量的lmol/LLiPF6不同混合溶剂的匹配相容性电解液；3）使用电池测试系统对上述电池进行恒电流充放电实验。本专利技术具有的优点和积极效果是：1、本专利技术一种磷酸亚铁锂材料及匹配相容性电解液，由于采用磷酸亚铁锂材料为锂离子动力电池正极材料，LiFeP04具有比容量高、循环性能优良、高温充放电性能好、原料来源广泛、无环境污染、材料的热稳定性好、安全性能突出等优点，使其在各种可移动电源领域，在动力电池领域有着极大应用。2、本专利技术一种磷酸亚铁锂材料及匹配相容性电解液，由于采用磷酸亚铁锂材料与其匹配相容性的混合溶剂的电解液，电解液以LiPF6为溶质，分别加入碳酸乙烯酯-碳酸二乙酯（EC-DEC）、碳酸乙烯酯-碳酸二甲酯（EC-DMC）、聚碳酸酯-碳酸二甲酯（PC-DMC）组合溶剂，由于正极材料与电解液匹配相容性，解决现有的锂离子正极材料与传统电解液的匹配相容性差而引发的电化学性能及导电性差问题，提升高充电倍率下的循环性能，溶剂化能力更强的组合溶剂能够显著提升锂离子电池在高充电倍率下的循环稳定性，使用寿命。3、本专利技术一种磷酸亚铁锂材料及匹配相容性电解液的电池，由于采用LiFeP04、乙炔黑导电剂和电极粘结剂PVDF分散在NMP溶剂中，高速搅拌混合均勻后在铝箔上涂膜，120°C条件下真空干燥24h作为研究电极在充满高纯氩气的手套箱中组装三电极模拟电池，参比和辅助电极均为光亮锂涪，隔膜为Celgard2400聚丙稀微孔膜，加入适量的lmol/LLiC1O4不同混合溶剂的电解质溶液导电性好，提高锂离子电池高能量密度和良好的循环性能、安全性能，扩大在各种可移动电源领域广泛应用。4、本专利技术一种磷酸亚铁锂LiFePO4电极的循环伏安扫描范围为2.0~4.3V(相对于Li/Li+1)，扫描速率为0.1mV/s，充电终止电压4.3V，匹配相容性电解液在高电压条件下达到稳定性；放电终止电压2.5V。实验表明电压控制精度为±0.1mV；电极的恒电流充放电测试在电流密度在一定制度下进行电流达到控制精度；而且采用磷酸亚铁锂材料，采用匹配相容性混合电解液为lmol/LLiPF6/EC-DEC(1本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磷酸亚铁锂材料及匹配相容性电解液，其特征在于：以磷酸亚铁锂LiFePO 4为正极材料，及匹配相容性电解液以LiPF6为溶质，分别加入组合溶剂：碳酸乙烯酯‑碳酸二乙酯（EC‑DEC）、碳酸乙烯酯‑碳酸二甲酯（EC‑DMC）、聚碳酸酯‑碳酸二甲酯（PC‑DMC），按工艺步骤在混合器中经充分溶解、混合、反应分别配制成LiPF6不同混合溶剂的电解液；其中，所述溶质LiPF6:组合溶剂为1:1〜2；所述组合溶剂：碳酸乙烯酯:碳酸二乙酯（EC‑DEC）为1:1〜2碳酸乙烯酯:碳酸二甲酯（EC‑DMC）为1:1〜2聚碳酸酯:碳酸二甲酯（PC‑DMC）为1:1〜2。
【技术特征摘要】
1.一种磷酸亚铁锂材料及匹配相容性电解液，其特征在于：以磷酸亚铁锂LiFePO4为正极材料，及匹配相容性电解液以LiPF6为溶质，分别加入组合溶剂：碳酸乙烯酯-碳酸二乙酯（EC-DEC）、碳酸乙烯酯-碳酸二甲酯（EC-DMC）、聚碳酸酯-碳酸二甲酯（PC-DMC），按工艺步骤在混合器中经充分溶解、混合、反应分别配制成LiPF6不同混合溶剂的电解液；其中，所述溶质LiPF6:组合溶剂为1:1〜2；所述组合溶剂：碳酸乙烯酯:碳酸二乙酯（EC-DEC）为1:1〜2碳酸乙烯酯:碳酸二甲酯（EC-DMC）为1:1〜2聚碳酸酯:碳酸二甲酯（PC-DMC）为1:1〜2。2.根据权利要求1所述的一种磷酸亚铁锂材料及匹配相容性电解液，其特征在于：所述匹配相容性电解液以LiBF4为溶质，分别加入组合溶剂碳酸乙烯酯-碳酸二乙酯（EC-DEC）、碳酸乙烯酯-碳酸二甲酯（EC-DMC）、聚碳酸酯-碳酸二甲酯（PC-DMC），按工艺步骤在混合器中经充分溶解、混合、反应分别配制成LiBF4不同混合溶剂的电解质；其中，所述溶质LiPF6:组合溶剂为1:1〜2。3.根据权利要求1所述的一种磷酸亚铁锂材料及匹配相容性电解液，其特征在于：所述匹配相容性电解液以LiC1O4为溶质，分别加入组合溶剂碳酸乙烯酯-碳酸二乙酯（EC-DEC）、碳酸乙烯酯-碳酸二甲酯（EC-DMC）、聚碳酸酯-碳酸二甲酯（PC-DMC），按工艺步骤在混合器中经充分溶解、混合、反应分别配制成LiC1O4不同混合溶剂的电解质；其中，所述溶质LiC1O4组合溶剂为1:1〜2。4.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：余志文，
申请(专利权)人：湖北诺邦科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。