[發明專利]一種熱穩定性和循環性能高的鋰電池新材料的制作方法

在審

• 申請號: 201910274710.6
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN111799447A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發明（設計）人: 陳軍;訚碩;鄧偉明
• 申請（專利權）人: 貴州中偉資源循環產業發展有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種熱穩定性和循環性能高的鋰電池新材料，其特征在于：所述鋰離子電池復合正極材料以Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3(OH)₂、5MgO·4CO₂·4H2O、Al(NO₃)₃·9H₂O、Li₂CO₃、鋰片、鋁箔、銅箔為基體，晶體結構為六方晶系，基體表面包覆有占基體質量比5～25％的梯度功能材料層，所述梯度功能材料的組分為氧化物無機物和表面活性劑、粘結劑類有機物。

2.根據權利要求1所述的一種熱穩定性和循環性能高的鋰電池新材料，其特征在于：所述鋰片的厚度為0.4mm，所述鋁箔的厚度16μm，所述銅箔的厚度10μm，所述隔膜的厚度16μm。

3.根據權利要求1所述的一種熱穩定性和循環性能高的鋰電池新材料，其特征在于：所述隔膜的材料為多孔聚乙烯薄膜。

4.根據權利要求1所述的一種熱穩定性和循環性能高的鋰電池新材料，其特征在于：所述鋰離子電池復合正極材料具有長短軸為20～60μm的橢圓形，其粒度為20～55μm，比表面積為1～15m²/g。

5.根據權利要求1所述的一種熱穩定性和循環性能高的鋰電池新材料，其特征在于：所述氧化物無機物是NiO、Cr₂O₃或Al(OH)₃，所述表面活性劑、粘結劑類有機物是環氧樹脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、硅烷、聚氧乙烯脫水山梨醇三油酸酯，聚氧乙烯脫水山梨醇硬脂酸酯和聚氧乙烯脫水山梨醇月桂酸酯中的一種或幾種。

6.根據權利要求1-5任意一項所述的一種熱穩定性和循環性能高的鋰電池新材料的制作方法，其特征在于：具體包括如下步驟：

步驟一：將原料Al(NO₃)₃·9H₂O、納米氧化鋁、氨水、Ni_0.5Co_0.2Mn_0.3(OH)₂、Li₂CO₃、電解液、乙炔黑、鋰片、鋁箔、銅箔、多孔聚乙烯薄膜和5MgO·4CO₂·4H₂O過篩分離，裝入缽體內部，靜置20-30min，再進行攪拌，攪拌時間為10-20min，之后置于馬弗爐中進行燒結處理，燒結升溫速率設置為10-15℃/min；

步驟二：用多段式升溫、保溫燒結工藝：先由室溫升溫至350℃保溫4h，再由350℃升溫至600℃，保溫4h，然后由600℃升溫至燒結至750℃，之后由750℃升溫至燒結的目標溫度980℃，保溫8-14h，最后隨爐冷卻至室溫；

步驟三：取出燒結樣品后過篩處理，即得到目標燒結產物，取樣進行后，先把適量的5MgO·4CO₂·4H₂O溶1000ml去離子水中，再加入用去離子水稀釋40倍后的氨水，調節pH值至3-5，制備成含有細小Mg沉淀顆粒的懸濁液，用電磁攪拌槳攪拌10-20min，每次均稱取500g高溫固相燒結的樣品，置于500ml去離子水中攪拌，待漿料，攪拌分散均勻后，倒入制備的含Mg沉淀顆粒的懸濁液，將電磁攪拌槳轉速設置為600r/min，攪拌2-4h，攪拌完成后對漿料進行抽濾處理，再將濾餅置于馬弗爐中升溫至800℃保溫燒結4-8h，隨爐冷卻后，取出燒結樣品過篩處理。

步驟五：用高溫固相燒結所得三元正極材料粉末為活性物質，乙炔黑作為導電劑，聚偏氟乙烯作為粘結劑，以上三種物料按質量比20：1：1混合加入燒杯中，把N-甲基吡咯烷酮作為溶劑，再將混合物料置于電磁攪拌器上攪拌2小時得到混合均勻的漿料，將漿料與摻入5MgO·4CO₂·4H₂O的樣品粉碎、過篩，組裝實效電池，對比、分析它們的結構與電化學性能數據。

7.根據權利要求6所述的一種熱穩定性和循環性能高的鋰電池新材料的制作方法，其特征在于：所述步驟五中使用臺式涂覆機將混合均勻的樣品涂覆在集流體鋁箔上，經過烘干、碾壓、裁剪等工序，得到正極片。