一種錳酸鋰電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰離子電池制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種能量密度較高，儲(chǔ)存性能良好的錳酸鋰電池，屬電化學(xué)領(lǐng)域。其特征在于：所述正極的材料按照質(zhì)量百分比計(jì)算由96-98%錳酸鋰，1-2%堿性物質(zhì)、1-2%氟化物組分組成。本發(fā)明正極材料中的氟化物和堿性物質(zhì)能夠有效地抑制電解液的分解以及HF的產(chǎn)生，減少正極材料Li2MnO4的溶解，進(jìn)而提高錳酸鋰電池儲(chǔ)存后的容量恢復(fù)率；負(fù)極材料中添加的硅碳材料能夠有效地提高負(fù)極材料的充電比容量，進(jìn)而有效地提高錳酸鋰電池的能量密度。
【專利說明】一種錳酸鋰電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子電池制造【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是指一種能量密度較高，儲(chǔ)存性能良 好的錳酸鋰電池，屬電化學(xué)領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 能源危機(jī)、資源短缺、環(huán)境污染是人類面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，尋找干凈、可再生、資源節(jié) 約的二次能源是實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展亟待解決的問題。
[0003] 鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長(zhǎng)、自放電率小、綠色環(huán)保等 優(yōu)點(diǎn)，成為二次電池發(fā)展的趨勢(shì)；已廣泛應(yīng)用于無(wú)線通訊、數(shù)碼相機(jī)、筆記本電腦等便攜式 電器；隨著技術(shù)的發(fā)展，鋰電池被給予厚望，目前已經(jīng)成為電動(dòng)汽車的首選動(dòng)力電源；錳酸 鋰電池因?yàn)槠渚哂袃r(jià)格便宜，安全性好等優(yōu)點(diǎn)，而被人們認(rèn)為是電動(dòng)汽車的首選電源；但是 電動(dòng)汽車對(duì)電池的能量密度和儲(chǔ)存性能要求較高，而目前的錳酸鋰電池，由于存在Mn 3+的 溶解，儲(chǔ)存后出現(xiàn)較大的不可逆容量損失，而且負(fù)極材料受到石墨充電比容量較低的影響， 尚不能滿足電動(dòng)汽車對(duì)動(dòng)力電池能量密度和儲(chǔ)存性能的要求，因此有必要開發(fā)新的錳酸鋰 電池；本發(fā)明提供了一種新型錳酸鋰電池，該電池具有較高的能量密度和較好的儲(chǔ)存性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有錳酸鋰電池儲(chǔ)存性能不佳，能量密度較低的不足而提 供一種組分合理、生產(chǎn)成本低、可有效提高錳酸鋰電池能量密度和儲(chǔ)存性能的錳酸鋰電池。
[0005] 本發(fā)明所述的一種新型錳酸鋰電池包括正極、電解液和負(fù)極。
[0006] 所述正極材料按照質(zhì)量百分比計(jì)算由96-98%錳酸鋰，1-2%堿性物質(zhì)、1-2%氟化物 組分組成；所述電解液的電解質(zhì)鹽按照質(zhì)量百分比計(jì)算由50-90%的LiPF 6、10-50%的LiBOB 組成；所述負(fù)極按照質(zhì)量百分比計(jì)算由30-50%的人造石墨、50-70%硅碳材料組成。
[0007] 進(jìn)一步的優(yōu)選，本發(fā)明中，所述正極材料按照質(zhì)量百分比計(jì)算由96. 5-97. 5%錳酸 鋰，1. 2-1. 7%堿性物質(zhì)、1. 3-1. 8%氟化物組分組成；所述電解液的電解質(zhì)鹽按照質(zhì)量百分 比計(jì)算由60-80%的LiPF6、20-40%的LiBOB組成；所述負(fù)極按照質(zhì)量百分比計(jì)算由35-45% 的人造石墨、55-65%娃碳材料組成。
[0008] 進(jìn)一步的優(yōu)選，本發(fā)明中，所述正極材料按照質(zhì)量百分比計(jì)算由97%錳酸鋰，1. 5% 堿性物質(zhì)、1. 5%氟化物組分組成；所述電解液的電解質(zhì)鹽按照質(zhì)量百分比計(jì)算由70%的 LiPF6、30%的LiBOB組成；所述負(fù)極按照質(zhì)量百分比計(jì)算由40%的人造石墨、60%硅碳材料 組成。
[0009] 本發(fā)明中，所述堿性物質(zhì)為MgO, CaO, A1203及Li2C03中的一種或多種按任意質(zhì)量 比混合的混合物，氟化物為L(zhǎng)iF，MgF2和A1F3中的一種或多種按任意質(zhì)量比混合的混合物。 [0010] 按照常規(guī)的鋰離子電池正極生產(chǎn)工藝，將粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、添加劑、溶劑等混合配 制成漿料，經(jīng)涂布、干燥、扎膜、分切制作成鋰離子電池正極片，與負(fù)極片、隔膜、電解液、電 池外殼進(jìn)行組裝，經(jīng)充放電活化后得到本發(fā)明的錳酸鋰動(dòng)力電池。 toon] 鋰電池的正極是由正極材料，粘結(jié)劑，導(dǎo)電劑組成，溶劑經(jīng)過加工后會(huì)揮發(fā)除去； 負(fù)極材料同樣如此。本發(fā)明中采用的"96-98%錳酸鋰，1-2%堿性物質(zhì)、1-2%氟化物組分"是 組成正極材料，而其它的粘結(jié)劑，溶劑和導(dǎo)電劑按照常規(guī)工藝來(lái)定，本發(fā)明不做特殊要求。
[0012] 本發(fā)明正極材料中的添加劑(氟化物和堿性物質(zhì)）能夠有效地抑制電解液的分解 以及HF的產(chǎn)生，減少正極材料Li 2Mn04的溶解，進(jìn)而提高錳酸鋰電池儲(chǔ)存后的容量恢復(fù)率； 負(fù)極材料中添加的娃碳材料能夠有效地提1?負(fù)極材料的充電比容量，進(jìn)而有效地提1?猛酸 鋰電池的能量密度。
[0013] 表1是按照常規(guī)工藝使用本發(fā)明的正極和負(fù)極材料制備的204468型錳酸鋰電池 和現(xiàn)有技術(shù)中的204468型錳酸鋰電池能量密度以及半荷電常溫儲(chǔ)存一個(gè)月后的比較結(jié) 果。
[0014] 表1本發(fā)明和現(xiàn)有技術(shù)中的204468型錳酸鋰電池能量密度和儲(chǔ)存后容量恢復(fù)率 對(duì)比

【權(quán)利要求】
1. 一種錳酸鋰電池，按照常規(guī)的鋰離子電池生產(chǎn)工藝制備而成，包括正極、電解液和負(fù) 極，其特征在于：所述的正極材料按照質(zhì)量百分比計(jì)算由96-98%錳酸鋰，1-2%堿性物質(zhì)、 1-2%氟化物組分組成。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種錳酸鋰電池，其特征在于：所述的電解液電解質(zhì)鹽按照質(zhì) 量百分比計(jì)算由50-90%的LiPF6、10-50%的LiBOB組成；所述的負(fù)極材料按照質(zhì)量百分比 計(jì)算由30-50%的人造石墨、50-70%硅碳材料組成。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種錳酸鋰電池，其特征在于：所述正極的材料按照質(zhì)量百分 比計(jì)算由96. 5-97. 5%錳酸鋰，1. 2-1. 7%堿性物質(zhì)、1. 3-1. 8%氟化物組分組成。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種錳酸鋰電池，其特征在于：所述電解液的電解質(zhì)鹽按照質(zhì) 量百分比計(jì)算由60-80%的LiPF6、20-40%的LiBOB組成；所述負(fù)極按照質(zhì)量百分比計(jì)算由 35-45%的人造石墨、55-65%硅碳材料組成。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種錳酸鋰電池，其特征在于：所述正極的材料按照質(zhì)量百分 比計(jì)算由97%錳酸鋰，1. 5%堿性物質(zhì)、1. 5%氟化物組分組成。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種錳酸鋰電池，其特征在于：所述電解液的電解質(zhì)鹽按照質(zhì) 量百分比計(jì)算由70%的LiPF6、30%的LiBOB組成；所述負(fù)極的材料按照質(zhì)量百分比計(jì)算由 40%的人造石墨、60%硅碳材料組成。
7. 如權(quán)利要求1所述的一種錳酸鋰電池，其特征在于：所述堿性物質(zhì)為Mg0，Ca0，Al203 及Li2C03中的一種或多種按任意質(zhì)量比混合的混合物，所述氟化物為L(zhǎng)iF，MgF2和A1F 3中 的一種或多種按任意質(zhì)量比混合的混合物。
【文檔編號(hào)】H01M4/505GK104269549SQ201410446899
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月4日
【發(fā)明者】劉云建, 高彥涌, 王起亮, 楊柏林, 盧一帆, 潘凌理 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)