墨烯包覆磷酸鐵鋰材料制備的鋰離子電池可以進一步提高電池的充放電性能。
[0063]將上述制備的石墨烯包覆磷酸鐵鋰鋰離子電池進行3C循環(huán)性能檢測，圖3為其3C循環(huán)性能圖。從圖中可以看出，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，電池容量保持率只是緩慢地有所降低，3C循環(huán)900次，電池容量保持率仍可以為88 % ;這進一步說明本實施例1的磷酸鐵鋰電池的循環(huán)性能穩(wěn)定。
[0064]將上述制備的正極片和金屬鋰片組成半電池，以IC倍率的電流進行充電至電壓3.8V;其中，正極片與金屬鋰片的相對面上的面積比為1:1。
[0065]將負(fù)極片和經(jīng)充電處理后的金屬鋰片組成半電池，以IC倍率的電流進行放電至電壓0.1V;然后以相同電流充電至電壓為3V;再以相同電流放電至電壓為0.1V;其中，負(fù)極片與金屬鋰片的相對面上的面積比為I: I。
[0066]將經(jīng)過脫鋰處理后的正極片與經(jīng)過預(yù)嵌鋰處理后的負(fù)極片按照上述鋰離子的裝配方法裝配成第二種鋰離子電池。
[0067]將制得的第二種鋰離子電池與未經(jīng)上述處理的相同材料制備而成的常規(guī)鋰離子電池進行首次充放電測試和循環(huán)性能測試。圖4為首次充放電測試圖，其中實線為常規(guī)鋰離子電池的首次充放電測試，虛線為按照本發(fā)明的技術(shù)方案制得的鋰離子電池的首次充放電測試。由圖4中可知，采用了本發(fā)明的方法后，首次充電容量相近的情況下，放電過程放出了更高的容量，因此首次庫倫效率得到明顯改善，提高了電極材料的容量發(fā)揮，進而提升了電池的能量密度。圖5為兩種電池的循環(huán)性能測試圖，其中黑線為常規(guī)電池，白線為本發(fā)明的鋰離子電池。從圖中5可知，兩者的初始容量相近，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，采用本發(fā)明的方法后，具有更好的容量保持率，說明電池的循環(huán)性能得到了改善。
[0068]實施例2
[0069]按照以下步驟制備鋰離子電池:
[0070](I)按乙酸鋰、草酸亞鐵、磷酸二氫銨的質(zhì)量比為0.6:1.3:1稱取各物質(zhì)，將其依次加入到濃度為lg/L的氧化石墨烯溶液中，攪拌6h，獲得第一產(chǎn)物；
[0071](2)將第一產(chǎn)物以溫度80°C進行加熱，然后用液氮進行驟冷處理8min，之后進行干燥，獲得第二產(chǎn)物；
[0072](3)在氬氣保護中將第二產(chǎn)物以升溫速率5°C/min進行升溫，至溫度400°C，進行煅燒2h，獲得第三產(chǎn)物；
[0073](4)繼續(xù)將第三產(chǎn)物以升溫速率10°C/min進行升溫，至溫度750 °C，進行煅燒8h，獲得粉末狀的石墨烯包覆磷酸鐵鋰材料；
[0074](5)將石墨烯包覆磷酸鐵鋰材料與上述其它正極原料按照常規(guī)方法制備正極片；使用上述其它各原料分別制備負(fù)極片、隔膜及電解液，之后與正極片一起用于制備鋰離子電池。
[0075]將之前制備的正極片和金屬鋰片組成半電池，以0.2C倍率的電流進行充電至電壓3.6V;其中，正極片與金屬鋰片的相對面上的面積比為1: 1.1。
[0076]將負(fù)極片和經(jīng)充電處理后的金屬鋰片組成半電池，以0.2C倍率的電流進行放電至電壓0.1V;然后以相同電流充電至電壓為IV;再以相同電流放電至電壓為0.1V;其中，負(fù)極片與金屬鋰片的相對面上的面積比為1: 1.1。
[0077]將經(jīng)過脫鋰處理后的正極片與經(jīng)過預(yù)嵌鋰處理后的負(fù)極片按照上述鋰離子的裝配方法裝配成第二種鋰離子電池。
[0078]將制備的兩種鋰離子電池進行與實施例1中相同的性能測試，各測試結(jié)果與實施例I中的基本相同。
[0079]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于鋰離子電池的正極片，所述正極片表面涂覆有正極漿料，其特征在于，所述正極漿料包括石墨烯包覆的磷酸鐵鋰，所述石墨烯包覆的磷酸鐵鋰中，石墨烯與磷酸鐵鋰的質(zhì)量比為2?10:100。2.如權(quán)利要求1所述的正極片，其特征在于，所述石墨烯包覆的磷酸鐵鋰的比表面積為.18 ?23m2/g03.如權(quán)利要求1所述的正極片，其特征在于，所述石墨烯包覆的磷酸鐵鋰的制備原料包括乙酸鋰、草酸亞鐵、磷酸二氫銨；所述乙酸鋰、草酸亞鐵、磷酸二氫銨的質(zhì)量比為:0.5?.0.6:1.0?1.3:1。4.一種如權(quán)利要求1?3任意一項所述的正極片的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)按質(zhì)量比稱取乙酸鋰、草酸亞鐵、磷酸二氫銨，加入到氧化石墨烯溶液中，攪拌，獲得第一產(chǎn)物； (2)將第一產(chǎn)物加熱，然后進行驟冷處理，之后進行干燥，獲得第二產(chǎn)物； (3)將第二產(chǎn)物升溫加熱至溫度T1，進行煅燒，獲得第三產(chǎn)物； (4)將第三產(chǎn)物升溫加熱至溫度T2，進行煅燒，獲得第四產(chǎn)物。5.如權(quán)利要求4所述的正極片的制備方法，其特征在于，所述步驟(3)中的升溫速率為2?5 °C /min，煅燒溫度為250?400 °C，煅燒時間為2?4h;所述步驟(4)中的升溫速率為2?10°C /min，煅燒溫度為650?750 °C，煅燒時間為4?1h。6.—種鋰離子電池，其特征在于，包括權(quán)利要求1?3任意一項所述的正極片。7.如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池，其特征在于，所述正極片經(jīng)過脫鋰處理;所述鋰離子電池還包括一負(fù)極片，所述負(fù)極片經(jīng)過預(yù)嵌鋰處理。8.—種如權(quán)利要求7所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟一:將正極片與金屬鋰片進行配對，連接電路進行充電，獲得脫鋰正極片； 步驟二:將負(fù)極片與經(jīng)充電處理后的金屬鋰片進行配對，連接電路進行放電，獲得預(yù)嵌鋰負(fù)極片； 步驟三:將脫鋰正極片與預(yù)嵌鋰負(fù)極片組裝成電池。9.如權(quán)利要求8所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述步驟一具體為:將正極片和金屬鋰片組成半電池，以0.2?IC倍率的電流進行充電至電壓3.6?3.8V;所述正極片與所述金屬鋰片的相對面上的面積比為1:1?1.1。10.如權(quán)利要求8所述的鋰離子電池的制備方法，其特征在于，所述步驟二具體為:將負(fù)極片和經(jīng)充電處理后的金屬鋰片組成半電池，以0.2?IC倍率的電流進行放電至電壓0.1?.0.01V;然后以相同電流充電至電壓為I?3V;再以相同電流放電至電壓為0.1?0.01V;所述負(fù)極片與所述金屬鋰片的相對面上的面積比為1:1?1.1。
【專利摘要】本發(fā)明適用于鋰離子電池領(lǐng)域，提供了一種用于鋰離子電池的正極片，所述正極片表面涂覆有正極漿料，所述正極漿料包括石墨烯包覆的磷酸鐵鋰；所述石墨烯包覆的磷酸鐵鋰中，石墨烯與磷酸鐵鋰的質(zhì)量比為2～10:100。本發(fā)明還提供了所述正極片的制備方法：稱取乙酸鋰、草酸亞鐵、磷酸二氫銨，加入到氧化石墨烯溶液中，攪拌；驟冷處理，干燥；升溫，煅燒；升溫，煅燒。本發(fā)明還提供了一種鋰離子電池，包括上述的正極片；此外還提供了另一種鋰離子電池，將上述正極片進行脫鋰處理，將電池的負(fù)極片進行預(yù)嵌鋰處理，然后裝配成電池。本發(fā)明的鋰離子電池具有優(yōu)良的循環(huán)性能、倍率性能和較高的能量密度，滿足行業(yè)發(fā)展對于動力電池的要求。
【IPC分類】H01M4/1397, H01M4/58, H01M4/62, H01M4/36, H01M10/058, H01M10/0525, H01M4/136
【公開號】CN105655559
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】林宗源, 李晶, 錢龍, 饒睦敏
【申請人】深圳市沃特瑪電池有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月19日