溶胶凝胶法制备磷酸亚铁锂的研究

张 慧，王殿龙，王 崇

（哈尔滨工业大学化工学院，黑龙江哈尔滨 150001）

锂离子电池作为一种高性能的可充绿色电源，近年来已在各种便携式电子产品和通讯工具中得到广泛应用，并被逐步开发为电动汽车的动力电源，从而推动其向安全、环保、低成本及高比能量方向发展。其中，正极材料对锂离子电池性能起到关键作用。传统的锂离子蓄电池正极材料集中于锂的过渡金属氧化物如 LiMO2(M=Co，Ni，Mn)和 LiMn2O4。但 LiCoO2成本高，资源贫乏，毒性大，耐过充性差[1]；镍酸锂(LiNiO2)制备困难，热稳定性差[2]；LiMn2O4资源丰富、价格便宜、无毒，但其容量较低，高温稳定性和循环稳定性较差[3]，而铁资源丰富、价廉并且无毒，铁系正极材料也是目前电池界的研究热点之一。其中具有规整的橄榄石结构的LiFePO4价格低廉、热稳定性好、对环境友好，是一种极具潜力的正极材料[4]。

1 实验

1.1 CR2025扣式电池制备流程

和膏：NMP为溶剂，将制备得到的LiFePO4/C试样、乙炔黑及粘结剂聚偏氟乙烯(11%的PVDF)按质量比80︰10︰10混合均匀，于磁力搅拌器上搅拌12 h以上。

涂板：均匀涂膏于铝箔上，放入真空干燥箱中，设定温度为120℃，干燥12 h以上。

冲片：取出干燥好的极片，冲成φ14mm的正极圆片，于120℃下真空干燥12 h以上。

压片：将干燥好的极片取出，放在压片机上压4min（压力为7MPa），压成厚约0.16mm的薄片，在电子天平上称重，于120℃下真空干燥12 h以上。

装配电池：将正极片、电解液、隔膜、负极锂片依次加入电池底壳中，电解液的量以能使电极片和隔膜完全润湿为准，加入两片隔膜，一片至两片泡沫镍用以填充空隙。电池采用锂阳极模型电池 (CR2025型钮扣电池)，聚丙烯微孔膜为隔膜，1 mol/L LiPF6＋EC/DMC为电解液，在氩气手套箱中进行装配电池，立即进行封口，静置10 h让其充分老化后，进行测试。……