[發明專利]一種錳酸鋰電池的制備方法

在審

• 申請號: 202010698437.2
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111816924A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 陸信甫
• 申請（專利權）人: 陸信甫
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0525;H01M4/58;H01M4/485;H01M10/44;H01M10/0566
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 孫倩倩

本發明提供了一種錳酸鋰電池的制備方法，所述錳酸鋰電池的正極活性物質為尖晶石錳酸鋰，所述尖晶石錳酸鋰的分子式為LiMn_2?xM_xO₄，所述x為0.01?0.1，M為摻雜金屬元素，其中所述錳酸鋰電池的負極活性物質為碳基材料，本發明的制備方法包括，將尖晶石錳酸鋰材料過篩，然后將篩網下活性物質和篩網上的活性物質分別制漿，按照順序涂覆在集流體表面，干燥得到正極，然后將正極與對電極鋰片置于電解液槽中，放電至第一預定電壓，然后將正極取出，與負極夾持隔膜組裝成電芯，置于殼體當中，然后進行注液化成，得到錳酸鋰電池，本發明的制備方法獲得的電池能量密度高，循環性能好，容量保持率高。

技術領域

本發明涉及一種錳酸鋰電池的制備方法。

背景技術

錳酸鋰是較有前景的鋰離子正極材料之一，相比鈷酸鋰等傳統正極材料，錳酸鋰具有資源豐富、成本低、無污染、安全性好、倍率性能好等優點，是理想的動力電池正極材料，但其較差的循環性能及電化學穩定性卻大大限制了其產業化。錳酸鋰主要包括尖晶石型錳酸鋰和層狀結構錳酸鋰，其中尖晶石型錳酸鋰結構穩定，易于實現工業化生產，如今市場產品均為此種結構。尖晶石型錳酸鋰屬于立方晶系，Fd3m空間群，理論比容量為148mAh/g，由于具有三維隧道結構，鋰離子可以可逆地從尖晶石晶格中脫嵌，不會引起結構的塌陷，因而具有優異的倍率性能和穩定性。錳酸鋰的優點是倍率性能好，制備比較容易，成本較低。缺點是由于錳的溶解導致高溫性能和循環性能不佳，通過摻雜鋁和燒結造粒，高溫性能和循環引得到了很大的提高，基本上能夠滿足實際使用?？偟膩碚f，錳酸鋰電池成本低穩定性強低溫性強，高溫性能較差，衰減稍快。

發明內容

本發明提供了一種錳酸鋰電池的制備方法，所述錳酸鋰電池的正極活性物質為尖晶石錳酸鋰，所述尖晶石錳酸鋰的分子式為LiMn_2-xM_xO₄，所述x為0.01-0.1，M為摻雜金屬元素，其中所述錳酸鋰電池的負極活性物質為碳基材料，本發明的制備方法包括，將尖晶石錳酸鋰材料過篩，然后將篩網下活性物質和篩網上的活性物質分別制漿，按照順序涂覆在集流體表面，干燥得到正極，然后將正極與對電極鋰片置于電解液槽中，放電至第一預定電壓，然后將正極取出，與負極夾持隔膜組裝成電芯，置于殼體當中，然后進行注液化成，得到錳酸鋰電池，本發明的制備方法獲得的電池能量密度高，循環性能好，容量保持率高。

具體的方案如下：

一種錳酸鋰電池的制備方法，所述錳酸鋰電池的正極活性物質為尖晶石錳酸鋰，所述尖晶石錳酸鋰的分子式為LiMn_2-xM_xO₄，所述x為0.01-0.1，M為摻雜金屬元素，其中所述錳酸鋰電池的負極活性物質為碳基材料，本發明的制備方法包括：

1)將尖晶石錳酸鋰材料過篩，得到篩網下的第一活性材料以及篩網上的第二活性材料，所述篩網的孔徑為1.4-1.6微米；

2)將第一活性材料制備為第一漿料，將第二活性材料制備為第二漿料；

3)按照順序依次將第一漿料涂覆在集流體上，干燥；在第一漿料涂覆層表面涂覆第二漿料，干燥，在第二漿料涂覆層表面繼續涂覆第一漿料，干燥，熱壓，得到正極；

4)將步驟3)得到的正極置于電解液槽中，對電極為鋰片，恒流放電至第一預定電壓，所述第一預定電壓為2.64-2.66V；

5)將正極從電解液槽中取出，與負極夾持隔膜組成電芯，置于殼體中，注入電解液，所述電解液中含有1,2-三氟乙酸基乙烷和溴代丁內酯，所述1,2-三氟乙酸基乙烷和溴代丁內酯的質量濃度比為1.6-1.8:1；

6)恒流充電至第二預定電壓，然后以第二預定電壓恒壓充電，直至充電電流低至截止電流；所述第二預定電壓為2.88-2.90V