[發明專利]一種錳酸鋰電池制作方法

無效

• 申請號: 201310191591.0
• 申請日: 2013-05-22
• 公開（公告）號: CN103268932A
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 程傳捷
• 申請（專利權）人: 南京雙登科技發展研究院有限公司
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391;H01M4/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種錳酸鋰電池制作方法，屬于鋰離子電池生產方法。

背景技術

電動自行車、汽車的出現給人們的日常出行帶來的極大的方便，然而目前市場上的電動自行車絕大部分還都是采用的鉛酸電池作為儲能裝置，鉛酸電池在生產過程中對環境所造成的污染，使員工的身心健康及工廠周圍數百米范圍內人們的生活環境受到嚴重影響，甚至使工廠周圍數公里范圍的水系受到不同程度的影響；而汽車尾氣的大量排放也給城市的大氣帶來了嚴重的污染。為了避免人類的生存、生活環境受到嚴重的破壞，人們使用對環境友好的電池替換電動自行車現用的鉛酸電池，電動汽車的開發也使得減少汽車尾氣的排放成為可能。

鋰離子電池以其單體工作電壓高、比能量高、循環壽命長、自放電率小、無記憶效應、重量輕、綠色環保等優點。尤其是正極材料使用錳酸鋰（LiMn₂O₄）所制作的錳酸鋰電池，以安全性能好、成本低、循環壽命長等優點，更適合制作成大容量動力電池，作為電動自行車和電動汽車的儲能裝置。

但是錳酸鋰電池由于錳離子在電解液中的溶解及由此引起正極材料的不可逆相變，因此錳酸鋰電池存在著儲存自放電率較高、循環穩定性差，特別是在高溫下，循環容量衰減速率較快。也正是由于錳酸鋰電池存在這一缺點，嚴重影響了錳酸鋰電池的大規模應用。因此在錳酸鋰電池制作過程中，如何提高錳酸鋰電池的循環性能，就顯得尤為重要。目前商品化的錳酸鋰電池雖然通過材料的離子摻雜、在電解液中加入添加劑等方式已使錳酸鋰電池的循環性能有所改善，基本可以滿足在電動自行車上的應用要求，但尚不能完全滿足電動汽車上應用的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種具有較低儲存自放電率及優異常溫和高溫充放電循環性能的錳酸鋰電池制作方法。

本發明的技術方案是：錳酸鋰電池制作中正極漿料制備時的物料混合，按現有工藝準備正極物料，其改進之處是在正極物料混合時加入總粉料重量1%～10%的粒徑為1～100μm的鈣、鎂的化合物。

上述所加入的鈣、鎂的化合物為氧化鈣（CaO）、氫氧化鈣（Ca(OH)₂）、碳酸鈣（CaCO₃）、氧化鎂（MgO）、氫氧化鎂（Mg(OH)₂）、碳酸鎂（MgCO₃）中的一種或是幾種任意比例的混合物。

本發明在錳酸鋰電池制作過程的正極混料時，加入正極總粉料重量1%～10%的粒徑為1～100μm的鈣、鎂的化合物，經攪拌混合制成漿料，將漿料涂敷在鋁箔上，然后經過常規壓片、制片、與相應的鋰離子電池負極裝配、注液、化成、封口，即制成具有優異常溫和高溫充放電循環壽命的錳酸鋰電池。

本發明在正極物料中加入鈣、鎂的化合物后制作的錳酸鋰電池與普通錳酸鋰相比具有以下兩個優點：

（1）具有較低的儲存自放電率；

（2）可以提高錳酸鋰電池常溫和高溫充放電循環壽命。

正極物料中加入鈣、鎂的化合物后，在組裝成錳酸鋰電池后，這些化合物可以有效與電解液中的氫氟酸（HF）發生反應，在錳酸鋰電池的正極材料表面生成一層鈍化膜，降低正極材料與電解液的接觸面積，對正極材料加以保護，有效降低了錳離子在電解液中的溶解；同時，由于電解液中氫氟酸（HF）含量的降低，也可以對電池負極材料表面的SEI膜起到一定的保護作用，從而達到降低錳酸鋰電池儲存自放電率提高常溫和高溫充放電循環壽命的效果。

具體實施方式

實例1：正極物料按現有工藝配比準備，在正極混料時加入總粉料重量2%、粒徑為1～100μm的氧化鈣（CaO），經攪拌混合制成漿料，將漿料涂敷在鋁箔上，然后經過壓片、制片、與相應的鋰離子電池負極裝配、注液、化成、封口，即制成具有較低儲存自放電率及優異常溫和高溫充放電循環壽命的錳酸鋰電池。

實例2：在正極混料時加入總粉料重量3.5%、粒徑為1～100μm的氫氧化鈣（Ca(OH)₂），其它步驟同實例1。

實例3：在正極混料時加入總粉料重量5%、粒徑為1～100μm的碳酸鈣（CaCO₃），其它步驟同實例1。

實例4：在正極混料時加入總粉料重量6%、粒徑為1～100μm的氧化鎂（MgO），其它步驟同實例1。

實例5：在正極混料時加入總粉料重量7.5%、粒徑為1～100μm的氫氧化鎂（Mg(OH)₂），其它步驟同實例1。