[發明專利]一種高放電容量穩定型鋰電芯的制備工藝

有效

• 申請號: 201910699532.1
• 申請日: 2019-07-31
• 公開（公告）號: CN110416520B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 田勇光;李一平
• 申請（專利權）人: 安徽相源新能源有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/48;H01M4/505;H01M4/525;H01M4/62;H01M4/139;H01M4/1391;H01M10/0525;H01M10/058;B82Y30/00
• 代理公司: 昆明合眾智信知識產權事務所 53113
• 代理人: 葉春娜

1.一種高放電容量穩定型鋰電芯的制備工藝，其特征在于，包括以下步驟：

S1、鋰電芯正極材料的制備與合成：

(1)、共沉淀法制備前驅體材料：將硫酸鎳、氯化錳和氯化鈷與沉淀劑NaOH、緩沖劑氨水加入至溢流反應釜中，采用共沉淀法制備錳基氫氧化物前驅體沉淀，將制得的錳基氫氧化物前驅體沉淀抽濾和洗滌后在電熱恒溫干燥箱中進行干燥處理，得到前驅體材料；

(2)、高溫固相燒結制備正極材料：將制備的錳基氫氧化物前驅體材料與LiOH混合，以CH₃CH₂OH為介質，球磨機中研磨6h，球磨機轉速為180-200r/min，然后置于干燥箱中進行干燥處理，得到錳基氫氧化物前驅體材料與LiOH的混合物，將混合物放入高溫電阻爐中，在空氣氣氛中進行焙燒處理，焙燒結束后隨爐冷卻至室溫得到鋰離子電池中鋰電芯正極材料；

S2、鋰電芯負極材料的制備：

(1)、氮摻雜非晶介孔中空碳納米球的合成：將3-氨基苯酚、甲醛溶液和氨水溶液加入去離子水中，在室溫下攪拌反應30min，加入丙酮并攪拌2h，隨后通過離心收集中空樹脂納米球，并用蒸餾水沖洗數次，Ar氣氛下，在800℃下碳化4h后，制得氮摻雜非晶介孔中空碳納米球；

(2)、TiO₂納米晶錨定氮摻雜非晶介孔中空碳納米球：將氮摻雜非晶介孔中空碳納米球分散在乙醇中，超聲處理30min后，在磁力攪拌下，將鈦酸異丙酯加入到超聲處理的分散液中，之后在攪拌作用下，緩慢滴加去離子水，將混合物在室溫下繼續攪拌30-50min，通過離心收集沉淀物，用乙醇洗滌，并在70℃下在空氣中干燥12h，得到復合物，將復合物在Ar中450℃下煅燒2h，升溫速率為2℃/min；

S3、電池正極極片的制備：將步驟S1中的正極材料、乙炔炭黑、聚偏二氟乙烯加入到研缽中，干磨30-40min后，充分研磨均勻后，加入適量N-甲基吡咯烷酮，形成漿料，用刮刀將漿料用涂布機均勻涂覆在鋁箔上，在100℃烘箱中干燥12h，制得烘干后的正極極片，將烘干后的正極極片沖成直徑為10mm的小圓片作為電池的正極極片；

S4、電池負極極片的制備：將步驟S2中的負極材料、乙炔炭黑、聚偏二氟乙烯加入到研缽中，干磨30-40min后，充分研磨均勻后，加入適量N-甲基吡咯烷酮，形成漿料，用刮刀將漿料用涂布機均勻涂覆在鋁箔上，在100℃烘箱中干燥12h，制得烘干后的負極極片，將烘干后的負極極片沖成直徑為10mm的小圓片作為電池的負極極片；

S5、制備高放電容量穩定型鋰電芯：在高氬氣氛的手套箱中，將正極極片、負極極片和隔膜裝配在一起，卷繞成芯，得到高放電容量穩定型鋰電芯。

2.根據權利要求1所述的一種高放電容量穩定型鋰電芯的制備工藝，其特征在于：所述步驟S1中共沉淀法制備錳基氫氧化物前驅體沉淀時反應釜的PH值為9-11、反應溫度為55-65℃，所述反應釜內攪拌器的攪拌速度為200-250r/min。

3.根據權利要求1所述的一種高放電容量穩定型鋰電芯的制備工藝，其特征在于：所述步驟S1中電熱恒溫干燥箱以及干燥箱的干燥溫度均為120-140℃，干燥時間為12-15h。

4.根據權利要求1所述的一種高放電容量穩定型鋰電芯的制備工藝，其特征在于：所述步驟S1中LiOH與錳基氫氧化物前驅體材料的摩爾比為1.55：1。

5.根據權利要求1所述的一種高放電容量穩定型鋰電芯的制備工藝，其特征在于：所述步驟S1中高溫電阻爐焙燒分為兩階段焙燒，第一階段焙燒的焙燒溫度為500-550℃，焙燒時間為8-10h，第二階段焙燒是隨爐升溫至750-950℃，保溫煅燒24h。

6.根據權利要求1所述的一種高放電容量穩定型鋰電芯的制備工藝，其特征在于：所述步驟S2中復合物煅燒升溫速率為2-4℃/min。

7.根據權利要求1所述的一種高放電容量穩定型鋰電芯的制備工藝，其特征在于：所述步驟S3中正極材料、乙炔炭黑與聚偏二氟乙烯的質量比為8:1:1。

8.根據權利要求1所述的一種高放電容量穩定型鋰電芯的制備工藝，其特征在于：所述步驟S4中負極材料、乙炔炭黑與聚偏二氟乙烯的質量比為8:1:1。