[發(fā)明專利]鋰離子電池正極片及其制備方法、鋰離子電池的制備方法

在審

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• 申請日: 2012-07-03
• 公開（公告）號: CN103531811A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周明杰;鐘玲瓏;王要兵
• 申請（專利權(quán)）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/137;H01M4/1399;H01M10/058
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 何平

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及材料科學(xué)領(lǐng)域，特別涉及一種鋰離子電池正極片的制備方法及采用該方法制備的鋰離子電池正極片、以及使用該方法制備的鋰離子電池正極片鋰離子電池的制備方法。

背景技術(shù)

隨著各種新能源的發(fā)展，便攜式電子設(shè)備的小型化發(fā)展及電動汽車對大容量高功率化學(xué)電源的廣泛需求。目前商品化的鋰離子電池大多采用無機(jī)正極片/石墨體系，其中這些正極片材料主要是磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳酸鋰以及混合的體系。雖然這類體系的電化學(xué)性能優(yōu)異，但是由于其本身容量較低(如磷酸鐵鋰的理論170mAh/g)，制備工藝復(fù)雜，成本高等諸多的缺點(diǎn)。所以開發(fā)新型的其它種類的正極片材料受到了人們的廣泛的重視。

West等人在1963年提出了一類叫做oxocarbon的化合物，其中幾乎所有的碳原子都是以羰基或烯醇去質(zhì)子化的形式存在。Armand等人制備了一系列oxocarbon鋰鹽，其中，玫棕酸二鋰鹽—二羥基苯四醌二鋰鹽Li₂C₆O₆保持了很好的晶體形態(tài)，晶體大小為2μm~3μm，理論比容量為957mAh/g，首放比容量達(dá)到580mAh/g，文章研究了不同電化學(xué)窗口下，電壓隨鋰離子數(shù)量的變化，得出容量衰減的原因是活性物質(zhì)溶解于電解液中，而二鋰鹽比三、四鋰鹽更容易溶解。該材料具有比容量、能量密度高，熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但是使用該材料的鋰離子電池隨著充放電的循環(huán)，容量衰減很快，壽命較商用鋰離子電池短。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于此，有必要提供一種能夠提高鋰離子電池循環(huán)壽命的鋰離子電池正極片的制備方法及鋰離子電池正極、以及鋰離子電池的制備方法。

一種鋰離子電池正極片的制備方法，包括如下步驟：

按照固液比為（0.1g~2g）:100mL，將碳材料在由濃硝酸和濃硫酸組成的混合酸中50℃~80℃回流反應(yīng)0.5小時~2小時，得到羧基化的碳材料；

按照固液比為（0.1g~2g）:100mL，將所述羧基化的碳材料在二氯亞酚中50℃~80℃回流反應(yīng)5小時~15小時，得到酰氯化的碳材料；

按照固液比為(0.1g~1g）:100mL:200mL，將所述酰氯化的碳材料與乙二胺在無水甲苯中50℃~80℃回流反應(yīng)24小時~48小時，得到酰胺化的碳材料；

將所述酰胺化的碳材料溶解于水中形成分散液；及

先將集流體在所述分散液中浸泡30分鐘~60分鐘，然后將所述集流體于所述分散液和Li₂C₆O₆溶液中交替浸泡，干燥，得到鋰離子電池正極片。

在其中一個實施例中，所述碳材料為石墨烯、碳納米管或活性炭纖維。

在其中一個實施例中，將所述羧基化的碳材料在所述二氯亞酚中回流反應(yīng)之前還包括對所述羧基化的碳材料進(jìn)行水洗、過濾及干燥的步驟。

在其中一個實施例中，將所述酰胺化的碳材料溶解于水中之前還包括對所述酰胺化的碳材料進(jìn)行冷卻、乙醇清洗、水洗及真空干燥的步驟。

在其中一個實施例中，所述分散液的濃度為0.2mg/mL~0.8mg/mL；所述Li₂C₆O₆溶液的濃度為5mg/mL~20mg/mL。

在其中一個實施例中，將所述集流體于所述分散液和所述溶液中交替浸泡時，每次浸泡1分鐘~10分鐘，且每次浸泡后進(jìn)行干燥，浸泡次數(shù)為5次~10次。

在其中一個實施例中，所述集流體為鋁箔、鎳網(wǎng)、鈦箔或鋼箔。

一種按照上述鋰離子電池正極片的制備方法制備得到的鋰離子電池正極片。

一種鋰離子電池的制備方法，包括如下步驟：

按照上述鋰離子電池正極片的制備方法得到鋰離子電池正極片；

制備鋰離子電池負(fù)極片；及

將所述鋰離子電池正極片、隔膜及鋰離子電池負(fù)極片按順序疊片組裝成電芯，然后將所述電芯置于電池殼體里，并往所述電池殼體里注入電解液，密封所述電池殼體，得到鋰離子電池。

在其中一個實施例中，所述鋰離子電池負(fù)極片為金屬鋰片。