[发明专利]改善锰酸锂锂电池极片物性的方法

说明书

技术领域

本发明涉及动力锂电池的设计制造，特别涉及一种改善锰酸锂锂电池极片物性的方法。

背景技术

21世纪能源危机日益严峻，其中，汽车用燃料占据了整个燃油消耗的60％左右，为了应对人们对燃料等能源的需求，各国政府都在积极的想办法，然而，自然界中固有的燃料有限，因此，开发新能源车成为了当务之急。

锂离子电池无污染、功率密度高、电压高、无记忆效应，其用做电动汽车的能源，已得到了人们的广泛认可。各国政府相继投巨资来研究锂离子电池产业化的各个环节，并取得了丰硕的成果，使得锂离子电池的应用范围得到进一步扩大。目前，电动车用锂离子电池的研发牵动着各国政府及研发机构的神经，其存在的问题还需进一步的研究。

其中，安全性、寿命、成本问题是锂离子电池要产业化使用所必须解决的三个主要问题，它们的解决将极大的增强人们对锂离子电池的信赖，降低电池的成本，从而使电动汽车的广泛使用成为可能。

具有单晶石结构的锰酸锂正极材料因其良好的热稳定性、安全性和资源丰富价格低廉成为电动车用动力锂电池最有应用前景的正极材料之一。

目前使用的锰酸锂动力锂电池体系中广泛使用的电解质是六氟磷酸锂(LlPF₆)。由于LiPF₆容易分解产生HF、PF₅，而HF会溶解锰酸锂材料，并在负极发生沉淀和产生化学作用，从而改变负极固体电解质界面膜(SEI)的组成和结构，增加SEI膜的阻抗，影响电池的性能。

为提高锂电池的性能，主要是从以下几个方面增强电极材料循环稳定性和形成的SEI膜的稳定性：1、减少Mn³⁺含量，抑制Jahn-Teller畸变；2、抑制电解液因痕量水引起分解生成的HF作用；3、减少循环过程中晶格体积变化。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供一种改善锰酸锂锂电池极片物性的方法。

本发明改善锰酸锂锂电池极片物性的方法，应用在锂电池极片制作过程中，其中：在所述极片制作过程中，在极片浆料中加入金属氧化物。

所述金属氧化物MO包括铝Al、锌Zn、镁Mg、锡Sn、锆Zr的氧化物的一种或几种。

所述金属氧化物的加入量占极片上化学物质总质量的0.5-6％。

所述金属氧化物MO为粒径10^-6～10^-9m的颗粒。

所述电极制备工艺流程如下：

1)制备浆料：先按常规方法制备极片浆料，再将金属氧化物用溶剂均匀分散，然后将其加入到极片浆料中进行搅拌成混合浆料；

2)将浆料在涂布机上均匀地涂覆在做好的极片基材上；

3)将涂覆后的极片进行烘烤、碾压、裁片，制成极片成品。

所述金属氧化物的加入可以在正极极片中加入，也可以在负极极片中加入。

本发明改善锰酸锂锂电池极片物性的方法，明显改善了锰酸锂锂电池极片的物性，可以提高使用改善极片的锰酸锂电池的循环性能。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明改善锰酸锂锂电池极片物性的方法作更详尽的说明。

1、正极极片的制作：

A、极片基材选用铝基材；

B、按质量比配方选用原料，活性物质∶金属氧化物∶导电级乙炔黑∶粘结剂聚正极偏二氟乙烯为〔90-x〕∶x∶5∶5；

C、制备浆料：先将金属氧化物均匀分散到有机溶液中，再将其加入到使用油性溶剂N甲基吡硌烷酮混合好的正极浆料中充分搅拌成浆料；

D、将浆料在涂布机上均匀地涂覆在基材上；

E、将涂覆后的极片烘烤、碾压、裁片制成成品。

2、负极极片的制作

A、极片基材选用铜基材；

B、按质量比配方选用原料，活性物质：羧甲基纤维素CMC：粘结剂LA132为95∶1∶4；

C、制备浆料：将上述物质用纯净水进行混合，搅拌均匀成浆料。

D、将浆料在涂布机上均匀地涂覆在极片基材上；

E、将涂覆后的极片烘烤、碾压、裁片制成成品。

3、锂电池的制作：

A)将上述步骤制得的正负极极片经过配组、替片、封装工序，制好电池芯；

B)诸如1.0mol/L LiPF₆型的电解液，其混合溶剂配比为碳酸乙烯酯(EC)∶碳酸二乙酯(DEC)∶碳酸二甲酯(DMC)＝1∶1；1，混合溶剂中Li PF₆1.0mol/L；

C)对装好的电池进行预充电；

D)在室温下，进行1C循环性能等测试。