一种聚吡咯掺杂动力电池材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种聚吡咯掺杂动力电池材料，它是由下述重量份的原料组成的：吡咯40

【技术实现步骤摘要】
一种聚吡咯掺杂动力电池材料及其制备方法


[0001]本专利技术属于电池材料领域，具体涉及一种聚吡咯掺杂动力电池材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]锂离子动力电池是目前国内外公认的最有潜力的车载电池，主要由正极材料、负极材料、隔膜、电解质等部分组成；其中，正极材料是锂离子电池的重要组成部分，也是决定锂离子电池性能的关键因素；因此，从资源、环保及安全性能方面考虑，寻找锂离子电池的理想电极活性材料仍是国际能源材料工作者所要解决的首要难题；
[0003]目前已经商业化的锂离子电池正极材料主要有钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂；钴酸锂是目前广泛应用于小型锂离子电池的正极材料，但由于钴有毒、资源储量有限价格昂贵，且钴酸锂材料作为正极材料组装的电池安全性和热稳定性不好，在高温下会产生氧气，满足不了动力电池的技术要求；锰酸锂虽然价格低廉、环保、安全、倍率性能和安全性能好，但是其理论容量不高，循环使用性能、热稳定性和高温性能较差，在应用中的最大问题是循环性能不好，特别是高温下，材料中的三价锰离子和大倍率放电时在颗粒表面形成的二价锰离子，使得材料在电解液中的溶解明显，最终破坏了锰酸锂的结构，也降低了材料的循环性能；因此，寻找一种导电稳定性好，综合性能优越的锂离子动力电池材料对于现代化的发展十分重要。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种聚吡咯掺杂动力电池材料及其制备方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种聚吡咯掺杂动力电池材料，它是由下述重量份的原料组成的：
[0007]吡咯40-50、引发剂1-1.4、氢氧化锂75-130、棕榈蜡1-2、硅烷偶联剂kh550 2-4、硼砂2-4、乙酸3-5、磷酸亚铁铵400-500。
[0008]所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种。
[0009]一种聚吡咯掺杂动力电池材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010](1)取引发剂，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；
[0011](2)取乙酸、吡咯混合，加入到混合料重量3-5倍的氯仿中，超声1-2小时，蒸馏除去氯仿，得酸化吡咯；
[0012](3)取棕榈蜡，加入到其重量5-7倍的无水乙醇中，送入到140-150℃的恒温油浴中，保温搅拌20-30分钟，出料，加入硅烷偶联剂kh550、硼砂，搅拌至常温，蒸馏除去乙醇，得硅烷粘结剂；
[0013](4)取上述酸化吡咯，与磷酸亚铁铵混合，加入到混合料重量10-17倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60-70℃，加入上述引发剂水
溶液，保温搅拌4-5小时，出料冷却，得聚吡咯掺杂溶液；
[0014](5)取氢氧化锂，加入到上述聚吡咯掺杂溶液中，搅拌均匀，加入硅烷粘结剂，在65-70℃下保温搅拌1-2小时，送入烧结炉中，通入惰性气体，在600-750℃下煅烧10-20小时，出料冷却，即得所述聚吡咯掺杂动力电池材料。
[0015]步骤(5)中所述的惰性气体为氮气或氩气。
[0016]本专利技术的优点：
[0017]本专利技术首先采用乙酸处理吡咯单体，然后与与磷酸亚铁铵共混，在引发剂作用下聚合，得到聚吡咯掺杂溶液，本专利技术采用硅烷偶联剂kh550处理棕榈蜡，然后与聚吡咯掺杂溶液共混，在混合中加入氢氧化锂，在氢氧化锂与磷酸亚铁铵反应的过程中，乙酸与硅烷的氨基也在反应，这样不仅能够提高硅烷粘结剂的粘结强度，而且可以改善吡咯在磷酸铁锂间的分散性能，从而提高成品电池材料的点循环稳定性，增强比容量。
具体实施方式
[0018]实施例1
[0019]一种聚吡咯掺杂动力电池材料，它是由下述重量份的原料组成的：
[0020]吡咯50、引发剂1.4、氢氧化锂130、棕榈蜡2、硅烷偶联剂kh5504、硼砂4、乙酸5、磷酸亚铁铵500。
[0021]所述的引发剂为过硫酸钾。
[0022]一种聚吡咯掺杂动力电池材料的制备方法，包括以下步骤：
[0023](1)取引发剂，加入到其重量30倍的去离子水中，搅拌均匀；
[0024](2)取乙酸、吡咯混合，加入到混合料重量5倍的氯仿中，超声2小时，蒸馏除去氯仿，得酸化吡咯；
[0025](3)取棕榈蜡，加入到其重量7倍的无水乙醇中，送入到150℃的恒温油浴中，保温搅拌30分钟，出料，加入硅烷偶联剂kh550、硼砂，搅拌至常温，蒸馏除去乙醇，得硅烷粘结剂；
[0026](4)取上述酸化吡咯，与磷酸亚铁铵混合，加入到混合料重量17倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为70℃，加入上述引发剂水溶液，保温搅拌5小时，出料冷却，得聚吡咯掺杂溶液；
[0027](5)取氢氧化锂，加入到上述聚吡咯掺杂溶液中，搅拌均匀，加入硅烷粘结剂，在70℃下保温搅拌2小时，送入烧结炉中，通入氩气，在750℃下煅烧20小时，出料冷却，即得所述聚吡咯掺杂动力电池材料。
[0028]实施例2
[0029]一种聚吡咯掺杂动力电池材料，它是由下述重量份的原料组成的：
[0030]吡咯40、引发剂1、氢氧化锂75、棕榈蜡1、硅烷偶联剂kh5502、硼砂2、乙酸3、磷酸亚铁铵400。
[0031]所述的引发剂为过硫酸铵。
[0032]一种聚吡咯掺杂动力电池材料的制备方法，包括以下步骤：
[0033](1)取引发剂，加入到其重量20倍的去离子水中，搅拌均匀；
[0034](2)取乙酸、吡咯混合，加入到混合料重量3倍的氯仿中，超声1小时，蒸馏除去氯
仿，得酸化吡咯；
[0035](3)取棕榈蜡，加入到其重量5倍的无水乙醇中，送入到140℃的恒温油浴中，保温搅拌20分钟，出料，加入硅烷偶联剂kh550、硼砂，搅拌至常温，蒸馏除去乙醇，得硅烷粘结剂；
[0036](4)取上述酸化吡咯，与磷酸亚铁铵混合，加入到混合料重量10-17倍的去离子水中，搅拌均匀，送入到反应釜中，通入氮气，调节反应釜温度为60℃，加入上述引发剂水溶液，保温搅拌4小时，出料冷却，得聚吡咯掺杂溶液；
[0037](5)取氢氧化锂，加入到上述聚吡咯掺杂溶液中，搅拌均匀，加入硅烷粘结剂，在65℃下保温搅拌1小时，送入烧结炉中，通入氮气，在600℃下煅烧10小时，出料冷却，即得所述聚吡咯掺杂动力电池材料。
[0038]性能测试：
[0039]实施例1的聚吡咯掺杂动力电池材料；
[0040]松装密度：1.36g/cm3；
[0041]振实密度：2.46g/cm3；
[0042]比容量(25℃，1C，vs li,mAh/g)130.5；
[0043]循环10次后，比容量为119.8mAh/g；
[0044]实施例2的聚吡咯掺杂动力电池材料；
[0045]松装密度：1.38g/cm3；
[0046]振实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚吡咯掺杂动力电池材料，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：吡咯40-50、引发剂1-1.4、氢氧化锂75-130、棕榈蜡1-2、硅烷偶联剂kh550 2-4、硼砂2-4、乙酸3-5、磷酸亚铁铵400-500。2.根据权利要求1所述的一种聚吡咯掺杂动力电池材料，其特征在于，所述的引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠、过硫酸钾中的一种。3.一种如权利要求1所述聚吡咯掺杂动力电池材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取引发剂，加入到其重量20-30倍的去离子水中，搅拌均匀；(2)取乙酸、吡咯混合，加入到混合料重量3-5倍的氯仿中，超声1-2小时，蒸馏除去氯仿，得酸化吡咯；(3)取棕榈蜡，加入到其重量5-7倍的无水乙醇中，送入到140-150℃的恒温油浴...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁孝友，朱颖志，肖梦，
申请(专利权)人：安徽清泉新能源科技集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：