[发明专利]一种锰酸锂电池的制备方法

说明书

本发明提供了一种锰酸锂电池的制备方法，所述锰酸锂电池的正极活性物质为尖晶石锰酸锂，所述尖晶石锰酸锂的分子式为LiMn_2‑xM_xO₄，所述x为0.01‑0.1，M为掺杂金属元素，其中所述锰酸锂电池的负极活性物质为碳基材料，本发明的制备方法包括，将尖晶石锰酸锂材料过筛，然后将筛网下活性物质和筛网上的活性物质分别制浆，按照顺序涂覆在集流体表面，干燥得到正极，然后将正极与对电极锂片置于电解液槽中，放电至第一预定电压，然后将正极取出，与负极夹持隔膜组装成电芯，置于壳体当中，然后进行注液化成，得到锰酸锂电池，本发明的制备方法获得的电池能量密度高，循环性能好，容量保持率高。

技术领域

本发明涉及一种锰酸锂电池的制备方法。

背景技术

锰酸锂是较有前景的锂离子正极材料之一，相比钴酸锂等传统正极材料，锰酸锂具有资源丰富、成本低、无污染、安全性好、倍率性能好等优点，是理想的动力电池正极材料，但其较差的循环性能及电化学稳定性却大大限制了其产业化。锰酸锂主要包括尖晶石型锰酸锂和层状结构锰酸锂，其中尖晶石型锰酸锂结构稳定，易于实现工业化生产，如今市场产品均为此种结构。尖晶石型锰酸锂属于立方晶系，Fd3m空间群，理论比容量为148mAh/g，由于具有三维隧道结构，锂离子可以可逆地从尖晶石晶格中脱嵌，不会引起结构的塌陷，因而具有优异的倍率性能和稳定性。锰酸锂的优点是倍率性能好，制备比较容易，成本较低。缺点是由于锰的溶解导致高温性能和循环性能不佳，通过掺杂铝和烧结造粒，高温性能和循环引得到了很大的提高，基本上能够满足实际使用。总的来说，锰酸锂电池成本低稳定性强低温性强，高温性能较差，衰减稍快。

发明内容

本发明提供了一种锰酸锂电池的制备方法，所述锰酸锂电池的正极活性物质为尖晶石锰酸锂，所述尖晶石锰酸锂的分子式为LiMn_2-xM_xO₄，所述x为0.01-0.1，M为掺杂金属元素，其中所述锰酸锂电池的负极活性物质为碳基材料，本发明的制备方法包括，将尖晶石锰酸锂材料过筛，然后将筛网下活性物质和筛网上的活性物质分别制浆，按照顺序涂覆在集流体表面，干燥得到正极，然后将正极与对电极锂片置于电解液槽中，放电至第一预定电压，然后将正极取出，与负极夹持隔膜组装成电芯，置于壳体当中，然后进行注液化成，得到锰酸锂电池，本发明的制备方法获得的电池能量密度高，循环性能好，容量保持率高。

具体的方案如下：

一种锰酸锂电池的制备方法，所述锰酸锂电池的正极活性物质为尖晶石锰酸锂，所述尖晶石锰酸锂的分子式为LiMn_2-xM_xO₄，所述x为0.01-0.1，M为掺杂金属元素，其中所述锰酸锂电池的负极活性物质为碳基材料，本发明的制备方法包括：

1)将尖晶石锰酸锂材料过筛，得到筛网下的第一活性材料以及筛网上的第二活性材料，所述筛网的孔径为1.4-1.6微米；

2)将第一活性材料制备为第一浆料，将第二活性材料制备为第二浆料；

3)按照顺序依次将第一浆料涂覆在集流体上，干燥；在第一浆料涂覆层表面涂覆第二浆料，干燥，在第二浆料涂覆层表面继续涂覆第一浆料，干燥，热压，得到正极；

4)将步骤3)得到的正极置于电解液槽中，对电极为锂片，恒流放电至第一预定电压，所述第一预定电压为2.64-2.66V；

5)将正极从电解液槽中取出，与负极夹持隔膜组成电芯，置于壳体中，注入电解液，所述电解液中含有1,2-三氟乙酸基乙烷和溴代丁内酯，所述1,2-三氟乙酸基乙烷和溴代丁内酯的质量浓度比为1.6-1.8:1；

6)恒流充电至第二预定电压，然后以第二预定电压恒压充电，直至充电电流低至截止电流；所述第二预定电压为2.88-2.90V