[發明專利]鋰電池正極活性材料的改性方法、改性的鋰電池正極活性材料、正極和鋰電池

有效

• 申請號: 202110223510.5
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN112968175B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 康麗;薛建軍;張頌;薛江麗;楊光;郭鏢
• 申請（專利權）人: 廣州鵬輝能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/50;H01M4/131;H01M10/0525
• 代理公司: 北京超凡宏宇專利代理事務所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 陳露

本發明提供了一種鋰電池正極活性材料的改性方法、改性的鋰電池正極活性材料、正極和鋰電池，涉及鋰電池的技術領域，本發明的鋰電池正極活性材料的改性方法包括如下步驟：將鋰電池正極活性材料MnO₂先經過LiOH溶液高溫處理，后經過草酸溶液高溫處理，得到固液混合體；將所述固液混合體水分蒸干，得到改性的MnO₂。本發明的鋰電池正極活性材料的改性方法解決了控制MnO₂的活性位點和MnO₂孔道中的硫酸根離子以及鈉離子發揮副作用的問題，使得鋰電池具有低內阻，高溫存儲內阻穩定性好，內阻一致性高，并且明顯改善了高溫存儲脹氣的問題。

技術領域

本發明涉及鋰電池的技術領域，尤其是涉及一種鋰電池正極活性材料的改性方法、改性的鋰電池正極活性材料、正極和鋰電池。

背景技術

鋰電池是一種直接將自身電極材料的化學能轉換成電能的裝置，其負極為能量密度極高的鋰金屬或鋰合金。鋰電池相對比二次電池具有能量密度大、自放電小、比能量高等優勢，在日常生活中被廣泛地應用。以二氧化錳作為正極活性材料，以鋰金屬或鋰合金作為負極材料的一次鋰錳電池具有較高比能量和開路電壓，且使用壽命長，是目前市場上最受歡迎的鋰電池品種之一。但是，鋰錳電池存在高溫存儲內阻上升快，內阻高，高溫軟包易脹氣等問題，這限制了鋰錳電池的使用。

以MnO₂作為正極活性材料的鋰錳電池，由于MnO₂是一種活性極強，孔道豐富的材料，在組裝成電池后，MnO₂表面的活性位點會帶來很多副反應，副反應的產物會引起鋰電池內阻增大的問題。同時，在軟包電池中，副反應不僅會導致鋰電池內阻增大，副反應產生的氣體還會引起軟包脹氣等問題。

此外，由于鋰錳電池的正極材料MnO₂多為電解MnO₂，在生產電解MnO₂的過程中容易引進硫酸根和鈉離子等物質。硫酸根和鈉離子在電解MnO₂狹窄的孔道內很難輕易地被去除。由此，含有硫酸根和鈉離子的MnO₂在做成電池之后，隨著高溫存儲時間的變長，硫酸根離子和鈉離子會逐漸轉移擴散到負極表面，從而形成一層包覆膜，增大電池的內阻，影響電池的性能。因此，控制MnO₂的活性位點和電解MnO₂孔道中的硫酸根離子和鈉離子發揮的副作用是解決鋰錳電池高溫存儲內阻增大和軟包易脹氣的重要措施。

有鑒于此，特提出本發明。

發明內容

本發明的目的之一在于提供一種鋰電池正極活性材料的改性方法，能夠解決控制MnO₂的活性位點和電解MnO₂孔道中的硫酸根離子以及鈉離子發揮副作用的問題。

本發明的目的之二在于提供一種改性的鋰電池正極活性材料，使得鋰電池具有低內阻、高溫存儲內阻穩定性好以及內阻一致性高等的優點，并且明顯改善了軟包高溫存儲易脹氣的問題。

本發明的目的之三在于提供一種正極，包括所述的鋰電池正極活性材料，具有與所述改性的鋰電池正極活性材料相同的優勢。

本發明的目的之四在于提供一種鋰電池，包括所述的正極，具有與所述改性的鋰電池正極活性材料相同的優勢。

為了實現本發明的上述目的，特采用以下技術方案：

第一方面，一種鋰電池正極活性材料的改性方法，所述改性方法包括如下步驟：

將鋰電池正極活性材料MnO₂先經過LiOH溶液高溫處理，后經過草酸溶液高溫處理，得到固液混合體；將所述固液混合體的水分蒸干，得到改性的MnO₂；

其中，MnO₂重量占MnO₂和LiOH溶液形成的固液混合體總重量的50-80％；