[发明专利]一种高电压镍锰酸锂/石墨锂离子电池及其制作方法

摘要

本发明公开了一种高电压镍锰酸锂/石墨锂离子电池及其制作方法，提出在负极表面通过有机酸脂的修饰，改变SEI膜的组分，强化电解液和电极界面的稳定性，从而有效遏制容量的急剧衰减。本发明又通过对电解液的优化，在传统的有机电解液中加入功能性添加剂，提升电池的首次效率，抑制电池的自放电，提高电池比容量，使得高比容量长循环的电池得以实现。为了进一步稳定高比容量长循环寿命LNMO/石墨锂离子电池的高效运转，进一步提升电池的稳定性，本发明又提出在正极方面进行改性。通过Li₄Ti₅O₁₂包覆LNMO制备LNMO@LTO正极材料，包覆层可以有效的避免电解液与活性材料本体的直接接触，减少Mn从正极材料中的溢出，减少Mn对SEI膜的进一步催化作用，使得体系更加稳定。

主权项

1.一种高电压镍锰酸锂/石墨锂离子电池的制作方法，包括制备有机酸酯改性的负极极片、制备钛酸锂包覆镍锰酸锂材料的正极极片、配置电解液和组装电池的步骤；其特征在于：制备有机酸酯改性的负极极片，其方法是：将一定量的负极材料、导电剂、粘结剂溶于去离子水中，充分搅拌均匀后加入有机酸脂搅拌，制备出含有有机酸酯的负极浆料；所述的有机酸酯为有机钛酸酯、有机硅酸脂和有机磷酸酯中的至少一种；制备钛酸锂包覆镍锰酸锂材料的正极极片，首先，制备钛酸锂包覆镍锰酸锂正极材料，先合成出TiO₂包覆镍锰酸锂复合材料，然后TiO₂再与LiOH进行反应，得到物经过500 ~ 750℃煅烧后制备钛酸锂包覆镍锰酸锂复合正极材料；其次，制备钛酸锂包覆镍锰酸锂复合正极极片；所述制备钛酸锂包覆镍锰酸锂正极材料，具体方法是：将镍锰酸锂正极材料溶解到去离子水中，加入0.1 ~ 1wt%的表面活性剂后混合得到A液；称取硫酸钛Ti(SO₄)₂溶解到50ml去离子水，加入尿素作为沉淀剂，加入量按硫酸钛/尿素摩尔比为1∶2 ~ 4，配成0.5mol/l的硫酸钛水溶液得到B液体，硫酸钛的加入量要确保TiO₂包覆量为镍锰酸锂的0.2 ~ 5wt%；将B液体缓慢加入到不断搅拌的A溶液中，搅拌5h后，转移到带聚四氟乙烯内衬的50mL的高压反应釜中，密封后置于烘箱内，在100 ~ 200℃下恒温2 ~ 5h后，自然冷却到室温，采用离心分离辅助水洗2次后，乙醇洗2次，置于80℃烘箱烘干后即得到TiO₂包覆镍锰酸锂的正极材料；取TiO₂包覆镍锰酸锂的正极材料混合到含有氢氧化锂LiOH的无水乙醇液，20 ~ 50℃下搅拌至液体完全挥发，待500 ~ 750℃管式炉煅烧后，制备出钛酸锂包覆镍锰酸锂复合正极材料。