[发明专利]一种采用石墨微片复合正极材料的钴酸锂电池制备方法

说明书

本发明公开了一种采用石墨微片复合正极材料的钴酸锂电池制备方法，制备石墨微片/钴酸锂复合正极材料；复合正极材料中加入导电剂、粘结剂，进行混合调浆，得正极浆料；将正极浆料涂覆在集流体上，辊压，得钴酸锂电池正极极片；制备电解液；制备电池负极；在氩气环境的手套箱内完成电池的组装。本发明在正极添加石墨微片，因为石墨微片是带有各种有机悬挂键的，如羟基和羧基等，这些基团与电解液中的有机溶剂完美结合，形成了高质量的外层SEI膜，有效保护了电池，从而实现电池的超长循环寿命，石墨微片的存在，更加充分的激发LiCoO₂中的Li⁺，减少Li⁺在充放电的不可逆，增大放电效率，石墨微片/钴酸锂复合正极材料制备的电池具有超好的循环稳定性能。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种采用石墨微片复合正极材料的钴酸锂电池制备方法。

背景技术

钴酸锂电池由于具有良好的电化学性能和储能特性如最高的体积能量密度，成为一些如笔记本电脑、手机、数码相机等便携电子设备的电源首选，是目前商业化且使用量最大的锂离子电池正极材料，其生产工艺成熟，性能良好，具有比其他正极材料更优越的体积能量密度。但仍存在着许多缺点；安全性能稍差，循环性能不理想，远不能满足3C类电子的实际需求。主要原因是钴酸锂电池的正极材料在充放电循环时的不稳定，其层状结构会逐渐坍塌，造成其循环寿命偏低，尤其在快速充放电时，例如3C(20分钟充满电)。为了提高钴酸锂电池的性能，我们对钴酸锂电池正极进行改性，基于我们自行研发的石墨微片以及美国专利GRAPHENE STRUCTURES WITH ENHANCED STABILITY AND COMPOSITE MATERIALSFORMED THEREFROM专利号：US8，926，853B2，将分散性能极好的石墨微片均匀的分散在钴酸锂表面，从而制得的复合正极材料，进一步制备出超长寿命的钴酸锂电池，大大提高了其循环性能，使其达到更大范围的商用。

好循环寿命的锂电池要求高质量的正负极均有致密的SEI膜，只能允许Li⁺穿透SEI膜，进入正极和负极，插入正极层状结构和负极石墨层状结构，而不破坏正负极原先的层状结构。Li⁺体积小，而Li⁺或(Li₂⁺、CH₃⁺、NH₂⁺、Li⁺-COOH^-)等其他有机基团，复合离子的体积太大，插入正极或负极时，造成层状结构体积膨胀而破裂，进而导致层状结构被不可逆破坏。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种自行研发的分散性能好的石墨微片，和用特殊的分散工艺使其均匀的分散在钴酸锂表面，形成复合正极材料，再用其作为正极极片制备超长寿命的钴酸锂电池制备方法。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种采用石墨微片复合正极材料的钴酸锂电池制备方法，所述方法包括如下步骤：

制备石墨微片/钴酸锂复合正极材料；

复合正极材料中加入导电剂、粘结剂，进行混合调浆，得正极浆料；

将正极浆料涂覆在集流体上，辊压，得钴酸锂电池正极极片；

制备电解液；

制备电池负极；

在氩气环境的手套箱内完成电池的组装。

进一步的，所述制备石墨微片/钴酸锂复合正极材料的方法为用气相沉积法制出高分散性的石墨微片，然后由0.1-6％的石墨微片和94-99.9％的钴酸锂材料复合得到复合正极材料。

进一步的，所述钴酸锂为层状结构的HT-LiCoO2，尖晶石结构的LT-LiCoO2和岩盐相LiCoO2中至少一种。