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一種高電壓鎳錳酸鋰/石墨鋰離子電池及其制作方法與流程

文檔序號(hào):11837799閱讀:來源:國(guó)知局

技術(shù)特征:

1.一種高電壓鎳錳酸鋰/石墨鋰離子電池的制作方法,其特征在于:包括制備有機(jī)酸酯改性的負(fù)極極片、制備鈦酸鋰(LTO)包覆LNMO材料的正極極片、配置電解液和組裝電池的步驟。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電壓鎳錳酸鋰/石墨鋰離子電池的制作方法,其特征在于:制備有機(jī)酸酯改性的負(fù)極極片,其方法是:

將一定量的負(fù)極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑溶于去離子水中,充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠹尤胗袡C(jī)酸脂攪拌,制備出含有有機(jī)酸酯的負(fù)極漿料;

負(fù)極漿料經(jīng)烘烤、扎膜工序后即制備出含有初態(tài)SEI膜的負(fù)極極片;

所述負(fù)極漿料由負(fù)極材料、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑和有機(jī)酸酯制成,其比例分別為∶

負(fù)極材料    75~90%

粘結(jié)劑     1~5%

導(dǎo)電劑     2~5%

有機(jī)酸酯    1~20%

配料完成后溶于去離子水中得到負(fù)極漿料,漿料固含量為25~55%,粘度為1000~5000 mPa.s,

所述負(fù)極材料為天然石墨、人造石墨、復(fù)合石墨、軟碳、硬碳中的至少一種,

所述的有機(jī)酸酯為有機(jī)鈦酸酯、有機(jī)硅酸脂和有機(jī)磷酸酯中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電壓鎳錳酸鋰/石墨鋰離子電池的制作方法,其特征在于:制備鈦酸鋰(LTO)包覆LNMO材料的正極極片,其方法是:

首先,制備LTO包覆LNMO正極材料,先合成出TiO2包覆LNMO復(fù)合材料,然后TiO2再與LiOH進(jìn)行反應(yīng),得到物經(jīng)過高溫煅燒后制備LTO包覆LNMO復(fù)合正極材料;

其次,制備LNMO@LTO復(fù)合正極極片。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高電壓鎳錳酸鋰/石墨鋰離子電池的制作方法,其特征在于:制備LTO包覆LNMO正極材料,具體方法是:

將LNMO正極材料溶解到去離子水中,加入0.1 ~ 1wt%的表面活性劑后混合得到A液;

稱取硫酸鈦(Ti(SO4)2)溶解到50ml去離子水,加入尿素作為沉淀劑,加入量按硫酸鈦/尿素摩爾比為1∶2 ~ 4,配成0.5mol/l的硫酸鈦水溶液得到B液體,硫酸鈦的加入量要確保TiO2包覆量為L(zhǎng)NMO的0.2 ~ 5wt%;

將B液體緩慢加入到不斷攪拌的A溶液中,攪拌5h后,轉(zhuǎn)移到帶聚四氟乙烯內(nèi)襯的50mL的高壓反應(yīng)釜中,密封后置于烘箱內(nèi),在100 ~ 200℃下恒溫2 ~ 5h后,自然冷卻到室溫,采用離心分離輔助水洗2次后,乙醇洗2次,置于80℃烘箱烘干后即得到TiO2包覆LNMO的正極材料;

取TiO2包覆LNMO的正極材料混合到含有氫氧化鋰LiOH的無水乙醇液,20 ~ 50℃下攪拌至液體完全揮發(fā),待500 ~ 750℃管式爐煅燒后,制備出鈦酸鋰包覆鎳錳酸鋰(LNMO@LTO)復(fù)合正極材料。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高電壓鎳錳酸鋰/石墨鋰離子電池的制作方法,其特征在于:制備LNMO@LTO復(fù)合正極極片,其方法是:

按照質(zhì)量比LNMO@LTO復(fù)合正極材料∶導(dǎo)電劑(乙炔黑,AB)∶粘結(jié)劑(聚偏氟乙烯,PVDF)=8∶1∶1混合在有機(jī)溶劑氮甲基吡咯烷酮(NMP),充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蠼?jīng)烘烤、扎膜制備出鈦酸鋰包覆LNMO復(fù)合正極極片。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電壓鎳錳酸鋰/石墨鋰離子電池的制作方法,其特征在于:電解液由有機(jī)溶劑、鋰鹽和添加劑組成,配置電解液是將鋰鹽溶解在有機(jī)溶劑中,加入具有特定功能的添加劑,經(jīng)加熱溶解冷卻后,配置而成。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高電壓鎳錳酸鋰/石墨鋰離子電池的制作方法,其特征在于:所述有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二甲酯(DMC)和氟代碳酸乙烯酯(FEC)中的一種或者幾種混合;其中EC含量為10 ~ 40wt%,PC含量為2 ~ 10wt%,DEC含量為10 ~ 40wt%,DMC含量為10 ~ 40wt%,F(xiàn)EC含量為5 ~ 20wt%。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高電壓鎳錳酸鋰/石墨鋰離子電池的制作方法,其特征在于:所述鋰鹽為L(zhǎng)iPF6、LiBOB、LiDFOB、LiBF4、LiTFSI、LiFLBDOB、LiTFOP中的一種或者兩種成分混合。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高電壓鎳錳酸鋰/石墨鋰離子電池的制作方法,其特征在于:所述添加劑主要功能包括負(fù)極成膜添加劑和正極成膜添加劑,其中添加劑含量占整個(gè)電解液的0.5 ~ 5wt%;

所述的負(fù)極成膜添加劑為碳酸亞乙烯酯(VC)、亞硫酸丙烯酯(PS)、三(六氟異丙基)磷酸酯(HFiP)中的一種或幾種混合,VC含量為0.05 ~ 1wt%,PS含量為0.05 ~ 1wt%,HFiP含量為0.05 ~ 1wt%;其中負(fù)極成膜添加劑占電解液含量的0.2 ~ 2wt%;

所述的正極成膜添加劑為肉桂酸甲脂、甲烷二磺酸亞甲脂(MMDS)、3.4-乙烯二氧噻吩(EDOT)中的一種或幾種混合,其中肉桂酸甲酯含量為0.05 ~ 1wt%,MMDS含量為0.05 ~ 1wt%,EDOT含量為0.05 ~ 1wt%;其中正極成膜添加劑占電解液含量0.2 ~ 2wt%。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制作方法制得的高電壓鎳錳酸鋰/石墨鋰離子電池。

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