[发明专利]一种大功率高能量密度的锂离子二次电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种大功率高能量密度的锂离子二次电池的制备方法，具体为：采用共沉淀法制得镍钴锰前驱体，然后将其与氢氧化锂混合经高温煅烧制得锂离子电池正极材料，将其表面进行预处理并采用溶胶凝胶的方法包覆一层纳米氧化钛，制得的包覆锂离子电池正极材料与导电剂、粘结剂混合成浆料涂覆于集流体上，制得正极片；采用泡沫镍作为导电集流体，在其表面生长Co₃O₄纳米线阵列，然后依次在其表面包覆硅层和碳层，干燥、压片，制成负极片；将正极片、隔膜、负极片依次叠加，制成卷心，焊上极耳，装入铝塑膜外壳中进行预侧封，干燥后注入电解液，然后真空封口，预充、化成，制得锂离子二次电池。该发明制得的锂离子电池成本低，电学性能好。

技术领域：

本发明涉及锂离子电池领域，具体的涉及一种大功率高能量密度的锂离子二次电池的制备方法。

背景技术：

随着社会的不断发展，人们对于能源的需求曰益增大，随之而来的便是环境污染的加剧，各种环境问题层出不穷，已经对人类的生活乃至生存造成了巨大的影响，成为人类必需及时面对处理的首要问题。由此产生了人们对于清洁可再生新能源开发利用的迫切需求，例如，太阳能、风能、潮沙能等。但是这些能量的产生都是断续的，需要有相应的储能设备与之配套，才能真正实现能源的持续供给以达到人们对能源使用的需求。

特别的，随着石油资源的不断消耗，人们可以使用的原油资源越来越少，在不久的将来，我们终将面对石油资源的耗竭。因此，为了尽可能的减少石油资源的利用，各国政府及科技领域都在极力推广混合动力汽车和电动汽车。一方面可以节省石油资源的使用，另一方面也减少了由大量汽车尾汽排放所带来的环境污染问题。这就需要有高功率密度、高能量密度、长使用寿命及高安全性的储能系统来支持这一计划的实现。能量储存领域因此又迎来了一次严俊的挑战：也就是说要大力提高可再充电系统的实际应用能力。燃料电池虽然提供了最高的能量密度，但是由于电催化、氢气存等方面的技术还远远不能达到实际应用的要求，在电动汽车方面的应用很难在短期内得以实现。而镍镉电池、镍氢电池虽然具有稳定的放电平台、长循环寿命及较好的倍率性能。但是镍镉电池成本高，并且具有记忆效应，其中负极材料镉对环境不友好。镍氢电池与镍镉电池相比，采用金属合金储氢材料作为负极替代了镉，镉的替代不仅提高了电池的能量密度，而且提高了对环境的友好性。但是其倍率性能较差，循环稳定性差，其对于过充的忍耐性也不如镍镉电池好。因而，在可预见的将来，具有高能量密度、高功率密度、长循环寿命、无记忆效应、低自放电及无环境污染等优点的锂离子动力电池将会是电动汽车等的首选供能装置。

由于锂离子电池具有无记忆效应、高比能量、高安全性、环境污染小等特点，其在小型移动设备、笔记本电脑、手机通信等领域取得了巨大的成就，确立了其在各种电池体系中无可比拟的优势，并且非常适合用于混合动力汽车、电动汽车领域。但是锂离子电池也有以下缺点：正极材料价格高，电池成本较高；常温及低温下大电流下放电的性能有待提高，电解液在高温下的不稳定性急需改善；电池过充和过放等引起的电极体系的不稳定及对保护线路控制的依赖。

发明内容：

本发明的目的是提供一种锂离子二次电池的制备方法，该方法成本低，可以实现大规模生产，制得的锂离子电池安全性能高，能量密度大，功率大，使用寿命久。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种大功率高能量密度的锂离子二次电池的制备方法，包括以下步骤：

(1)正极片的制备：

A)将镍源、钴源、锰源溶于水，制得混合水溶液，将沉淀剂溶于水制得沉淀剂水溶液，然后将混合水溶液和沉淀剂水溶液同时分别以6-7升/小时、1-2升/小时的速度滴加到反应器中进行共沉淀，得到浆料，将得到的浆料在50-80℃的水中进行多次浸洗干燥，得到镍钴锰前驱体；

B)将上述制得的镍钴锰前驱体和氢氧化锂混合，并经高温烧结，制得锂离子电池正极材料；