[发明专利]一种锂离子二次蓄电池及其制造工艺技术

摘要

本发明涉及锂电子动力电池及其制备工艺技术包括电池的正负极材料，正负极片、电解液、隔膜、正负极片，由正、负极集流体和涂覆于正、负极集流体上的活性物质组成。正极材料由LiMPO4(M＝Co、Ni、Fe)Li(Fe1-yMy)PO4，M为Si、Nd、Al、La、Pr、Mg等上述元素的其中1-2种，0.001≤x、y≤0.02混合，在500-900℃保温15-30h，负极材料以含碳99.99％的石墨为主，选用化学稳定性好的隔膜材料，将正极片、负极片放入对折的隔膜中心，注入六氟磷酸锂/乙烯碳酸脂。化成电流控制在0.5C到5C，制出的电池具有电性能高，节能环保特点。

主权项

正极材料及正极片的制备(1)以MnO2、Mn(NO3)2、MnCo3、Al(NO3)·9H2O、Co(NO3)2·6H2O、Ni(NO3)2·6H2O、LiCo3、LiOH、LiNo3、CuO、TiO、SiO为原料配成：Li(Ni(0.31-M)Co(0.35-M)Mn(0.34-M)DM)O2材料，其中D代表Cu、Ti、Si，0.01≤M≤0.03，将原材料加入水中，混合均匀在70℃到80℃下不断搅拌，将饱和柠檬酸溶液加入，再与60℃到80℃恒温陈化烧结3.5h-6.5h，凝胶于135℃-155℃脱水，将脱水后的物料在410-650℃烧结6.5h-8.6h，再升温到850-1080℃恒温18-26h，在炉中降到25℃，备用料编号为B1；(2)以Li(Co0.33-xNi0.39-yMn0.28-xSi2xCuy)O2配方，其中0.01≤y≤0.05，0.005≤x≤0.042，按配方中成分配好料，加入柠檬酸与乙醇的溶液中，发生部分中和反应，形成低聚物，进行缩聚反应，在650-810℃下合成，保温19-32h，冷却到25℃，备用料编号为B2；(3)将一定量异丙醇铝溶于异丙醇溶剂中，加入纯水，使其水解缓慢生成Al(OH)3沉淀，备用，作为编号B3，将上述编号按B1∶B2∶B3＝1∶0.8∶0.6∶1.5比例混合；(4)将B1、B2、B3料均匀混合之后，在烧结炉中350-700℃烧结3-11h，降到25℃，得到产品；为了改善本说明书中的背景中所述的当前正极材料生产中存在的问题，本发明专利的创造性制备技术再作如下补充；(5)元素掺杂、提高正极材料的电化学性能和减小阻抗增加可逆容量与循环性能，如配方：Li(Ni(0.31-M)Co(0.35-M)Mn(0.34-M)DM)O2材料，其中D代表Li、Nd，0.005≤M≤0.03，将原材料加入水中，在70℃到80℃下不断搅拌，将饱和柠檬酸溶液加入，再与60℃到80℃恒温陈化烧结4h-8h，凝胶于140℃-180℃脱水，将脱水后的物料在450-630℃烧结5h-9h，再升温到850-1080℃恒温19-25h，在炉中降到室温，备用料编号为B4；(6)以Li(Co0.33-xNi0.39-yMn0.28-xLixNdy)O2配方，其中0.005≤M≤0.045，配好料之后以乙醇酸为络合剂，在乙酸金属盐溶液中滴入氨水调节酸度，首先在300-560℃下加热3-6.5h，得到溶胶后再在880-990℃下烧结7-27h，再降到25℃，得到电化学性高、循环性能优的产品，备用料编号为B5；(7)将B4、B5材料以2∶1比例混合均匀之后，在烧结炉中400-600℃烧结3-9h，降到室温，得到产品备用料编号为B6，再将B1、B2、B3、B6材料的产品以1∶1∶1∶1比例混合均匀，为了混合均匀，将B1∶B2∶B3∶B6＝1∶1∶1∶1比例置入陶瓷球磨机中，其介质球也是陶瓷的，以无水乙醇为介质，混合6-9h，取出料后作为锂离子二次电池正极材料，代码为B7；正极片：将上述制成的代码为B7的锂离子二次电池正极活性物质86wt％95.5wt％、导电碳粉0wt％-6wt％，粘接剂：聚偏氟乙烯0wt％-3.5wt％，混合均匀，制成糊状胶合剂，均匀地涂敷于铜箔的两侧，厚度：13-22mm，在氮气保护下烘烤100-120℃，除去有机溶剂，接着将电极通过辊压成型再按所需尺寸裁剪成正极片。