[發明專利]提升高鎳正極循環穩定性的陶瓷纖維隔膜及電池應用

在審

• 申請號: 202110615767.5
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113422157A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 蔣建;李順;劉奕霏
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: H01M50/434
• 分類號: H01M50/434;H01M50/44;H01M50/403;H01M10/052;H01M10/0525;H01M10/058
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1.提升高鎳正極循環穩定性的陶瓷纖維隔膜及電池應用，其特征在于：含有提升高鎳正極循環穩定性的陶瓷纖維隔膜的電池的制備方法，包含以下步驟：

（1）陶瓷纖維材料的制備：以硬質耐火粘土為原料，將其放入電阻爐內加熱熔融；而后，在甩絲機輔助下將其以纖維的形式甩至不銹鋼基底上，通過快速冷卻的方式獲得網狀纖維布；

（2）陶瓷纖維隔膜的制作：將纖維布用扣式電池切片機裁剪成陶瓷纖維隔膜圓片；

（3）制備正極片：將高鎳正極材料、導電劑和粘結劑粉末按一定比例混合后加入適量有機溶劑，在室溫條件下攪拌制得黑色粘稠狀漿料；用刮刀將漿料涂布至集流體電極上，干燥處理后即得高鎳正極片；

（4）電池組裝與測試：將正極殼、高鎳正極片、電解液、陶瓷纖維隔膜、鋰金屬或碳負極、墊片、彈片、負極殼依次緊密堆疊并用封口機封裝，對組裝好的全電池進行性能檢測。

2.如權利要求1所述的提升高鎳正極循環穩定性的陶瓷纖維隔膜及電池應用，其特征在于，所述步驟（1）中硬質耐火粘土為Al₂O₃·SiO₂·H₂O；所述步驟（1）中纖維的直徑范圍為0.4至4 μm；所述步驟（1）中纖維布中鋁和硅的摩爾比為2:1，纖維布的骨架結構密度為100-600 kg/m³。

3.如權利要求1所述的提升高鎳正極循環穩定性的陶瓷纖維隔膜及電池應用，其特征在于，所述步驟（1）中電阻爐加熱溫度為2000 ℃；所述步驟(1)中甩絲機的轉速為5000-7000 RPM。

4.如權利要求1所述的提升高鎳正極循環穩定性的陶瓷纖維隔膜及電池應用，其特征在于，所述步驟（2）中陶瓷纖維隔膜圓片直徑為16 mm，厚度為0.05 mm。

5.如權利要求1所述的提升高鎳正極循環穩定性的陶瓷纖維隔膜及電池應用，其特征在于，所述步驟（3）中，導電劑為乙炔黑，粘接劑為聚偏氟乙烯PVDF，有機溶劑為N-甲基吡咯烷酮，集流體電極為鋁箔。

6.如權利要求1所述的提升高鎳正極循環穩定性的陶瓷纖維隔膜及電池應用，其特征在于，所述步驟（3）中，正極材料、導電劑和粘接劑的質量比為9:0.5:0.5。

7.如權利要求1所述的提升高鎳正極循環穩定性的陶瓷纖維隔膜及電池應用，其特征在于，所述步驟（3）中的高鎳正極材料包含鎳酸鋰LiNiO₂、高鎳三元LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂和LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂中的一種或幾種。

8.如權利要求1所述的提升高鎳正極循環穩定性的陶瓷纖維隔膜及電池應用，其特征在于，所述步驟（4）中，電解液為LiPF₆溶于體積比為1:1:1的碳酸乙烯酯EC、碳酸二乙酯DEC和碳酸甲乙酯EMC溶劑的混合溶液，其摩爾濃度為1.0 mol/L。

9.如權利要求1所述的提升高鎳正極循環穩定性的陶瓷纖維隔膜及電池應用，其特征在于，所述步驟（4）中，碳負極為石墨化碳。