[發(fā)明專利]一種錳酸鋰?鈷酸鋰動力鋰離子電池

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• 申請日: 2016-10-19
• 公開（公告）號: CN107749463A
• 公開（公告）日: 2018-03-02
• 發(fā)明（設計）人: 杜小紅;李凡群;蘇文俊;趙星星
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司;萬向集團公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/587;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種錳酸鋰-鈷酸鋰動力鋰離子電池，包括正極和負極，所述正極包括正極集流體和正極材料，所述負極包括負極集流體和負極材料；其特征在于：按重量份計，所述正極材料包括正極活性物質(zhì)91-93份，正極導電劑2-4份，正極粘合劑2-3份，溶解劑20-30份；所述正極活性物質(zhì)為錳酸鋰-鈷酸鋰復合材料；

所述負極材料包括：負極顆粒材料94-96份，負極導電劑0.9-1.2份，增稠劑2-2.4份，負極粘合劑2-2.4份；所述負極顆粒材料具有核-殼結(jié)構(gòu)，其中核材料為人造石墨，殼材料為無定型炭。

2.如權利要求1所述的一種錳酸鋰-鈷酸鋰動力鋰離子電池，其特征在于，所述錳酸鋰-鈷酸鋰復合材料中錳酸鋰和鈷酸鋰的質(zhì)量比為2:8或3:7或4:6或5:5。

3.如權利要求1所述的一種錳酸鋰-鈷酸鋰動力鋰離子電池，其特征在于，所述負極顆粒材料的粒徑為d₅₀≤6μm。

4.如權利要求1所述的一種錳酸鋰-鈷酸鋰動力鋰離子電池，其特征在于，所述負極粘合劑由質(zhì)量比為1:1-2的羧甲基纖維素和丁苯橡膠組成，其中所述丁苯橡膠為粒徑小于0.2μm 的苯乙烯共聚物，丁苯橡膠的pH 值為6.5-7.5。

5.如權利要求1所述的一種錳酸鋰-鈷酸鋰動力鋰離子電池，其特征在于，所述負極顆粒材料的制備方法包括以下步驟：

1）將煤焦油與瀝青按質(zhì)量比5-50:1在75-85℃下混合，混合均勻后加熱至400-430℃進行熱聚合反應2-4h；

2）將步驟1）的產(chǎn)物進行低溫處理以去除輕組分，其中溫度為350-420℃、真空度為-0.10至-0.08MPa，時間為0.5-1.5h；

3）將步驟2）的產(chǎn)物在2800-3000℃下石墨化處理4-8h，得到人造石墨；

4）向所述人造石墨中添加軟碳或硬碳，在惰性氣體氛圍下加入到聚合物前驅(qū)體溶液中進行有機液相包覆處理，得到碳聚合物包覆有機復合物，然后在600-1700℃下進行高溫煅燒處理，恒溫保持0.5-48h，得到炭包覆負極材料；

5）對所述炭包覆負極材料在惰性氣體氛圍下進行炭化處理，炭化溫度為800-1200℃，炭化時間為4-6h；然后對炭化產(chǎn)物進行粉碎，粉碎后按粒徑進行分級，得到負極顆粒材料。

6.如權利要求1所述的一種錳酸鋰-鈷酸鋰動力鋰離子電池，其特征在于，步驟3）中，石墨化處理時間為5h。

7.如權利要求1所述的一種錳酸鋰-鈷酸鋰動力鋰離子電池，其特征在于，步驟4）中，人造石墨與軟碳或硬碳的質(zhì)量比為1:0.01-15，所述高溫煅燒處理的溫度為1200℃，恒溫保持時間為24h；所述聚合物前驅(qū)體溶液為水溶性酚醛樹脂溶液。

8.如權利要求1-7任一所述的一種錳酸鋰-鈷酸鋰動力鋰離子電池，其特征在于，所述負極材料還包括碳/硅復合溶膠3-5份。

9.如權利要求8所述的一種錳酸鋰-鈷酸鋰動力鋰離子電池，其特征在于，所述碳/硅溶膠的制備方法如下：

a）將正硅酸乙酯、無水乙醇、甲苯按質(zhì)量比8-10:100:0.1-0.2混合，制得溶液A；將0.5-1.5mol/L的冰醋酸、無水乙醇與水按質(zhì)量比20-30:100:6-8進行混合，制得溶液B；對溶液A在50-60℃下進行超聲波振蕩處理，將溶液B以0.5-1.0 mL/s的速率滴加到其3-4倍質(zhì)量的溶液A中；滴加溶液B的同時向溶液A中添加質(zhì)量為溶液A的0.01-0.03倍的碳酸氫鈉，滴加完畢后攪拌2-4h，制得硅溶膠；

b）另取納米碳溶膠與所述硅溶膠混并攪拌合均勻，得到碳硅質(zhì)量比1-3:1的碳/硅復合溶膠。

10.如權利要求8所述的一種錳酸鋰-鈷酸鋰動力鋰離子電池，其特征在于所述負極材料的制備方法包括以下步驟：

A）將負極顆粒材料、負極導電劑、負極粘合劑、碳/硅復合溶膠按配比混合均勻，添加溶劑稀釋2-4倍，得到負極漿料；

B）將所述負極漿料涂覆于負極集流體上，接著進行輥壓，然后在40-50℃下老化4-8h；

C）老化后將負極集流體在真空條件下升溫至80-120℃進行干燥，負極漿料固化成型后制得負極材料。