[发明专利]锂电池正极活性材料的改性方法、改性的锂电池正极活性材料、正极和锂电池

说明书

本发明提供了一种锂电池正极活性材料的改性方法、改性的锂电池正极活性材料、正极和锂电池，涉及锂电池的技术领域，本发明的锂电池正极活性材料的改性方法包括如下步骤：将锂电池正极活性材料MnO₂先经过LiOH溶液高温处理，后经过草酸溶液高温处理，得到固液混合体；将所述固液混合体水分蒸干，得到改性的MnO₂。本发明的锂电池正极活性材料的改性方法解决了控制MnO₂的活性位点和MnO₂孔道中的硫酸根离子以及钠离子发挥副作用的问题，使得锂电池具有低内阻，高温存储内阻稳定性好，内阻一致性高，并且明显改善了高温存储胀气的问题。

技术领域

本发明涉及锂电池的技术领域，尤其是涉及一种锂电池正极活性材料的改性方法、改性的锂电池正极活性材料、正极和锂电池。

背景技术

锂电池是一种直接将自身电极材料的化学能转换成电能的装置，其负极为能量密度极高的锂金属或锂合金。锂电池相对比二次电池具有能量密度大、自放电小、比能量高等优势，在日常生活中被广泛地应用。以二氧化锰作为正极活性材料，以锂金属或锂合金作为负极材料的一次锂锰电池具有较高比能量和开路电压，且使用寿命长，是目前市场上最受欢迎的锂电池品种之一。但是，锂锰电池存在高温存储内阻上升快，内阻高，高温软包易胀气等问题，这限制了锂锰电池的使用。

以MnO₂作为正极活性材料的锂锰电池，由于MnO₂是一种活性极强，孔道丰富的材料，在组装成电池后，MnO₂表面的活性位点会带来很多副反应，副反应的产物会引起锂电池内阻增大的问题。同时，在软包电池中，副反应不仅会导致锂电池内阻增大，副反应产生的气体还会引起软包胀气等问题。

此外，由于锂锰电池的正极材料MnO₂多为电解MnO₂，在生产电解MnO₂的过程中容易引进硫酸根和钠离子等物质。硫酸根和钠离子在电解MnO₂狭窄的孔道内很难轻易地被去除。由此，含有硫酸根和钠离子的MnO₂在做成电池之后，随着高温存储时间的变长，硫酸根离子和钠离子会逐渐转移扩散到负极表面，从而形成一层包覆膜，增大电池的内阻，影响电池的性能。因此，控制MnO₂的活性位点和电解MnO₂孔道中的硫酸根离子和钠离子发挥的副作用是解决锂锰电池高温存储内阻增大和软包易胀气的重要措施。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种锂电池正极活性材料的改性方法，能够解决控制MnO₂的活性位点和电解MnO₂孔道中的硫酸根离子以及钠离子发挥副作用的问题。

本发明的目的之二在于提供一种改性的锂电池正极活性材料，使得锂电池具有低内阻、高温存储内阻稳定性好以及内阻一致性高等的优点，并且明显改善了软包高温存储易胀气的问题。

本发明的目的之三在于提供一种正极，包括所述的锂电池正极活性材料，具有与所述改性的锂电池正极活性材料相同的优势。

本发明的目的之四在于提供一种锂电池，包括所述的正极，具有与所述改性的锂电池正极活性材料相同的优势。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，一种锂电池正极活性材料的改性方法，所述改性方法包括如下步骤：

将锂电池正极活性材料MnO₂先经过LiOH溶液高温处理，后经过草酸溶液高温处理，得到固液混合体；将所述固液混合体的水分蒸干，得到改性的MnO₂；

其中，MnO₂重量占MnO₂和LiOH溶液形成的固液混合体总重量的50-80％；