[發明專利]一種高性能鋰一次電池正極片的制備方法

在審

• 申請號: 202211531292.2
• 申請日: 2022-12-01
• 公開（公告）號: CN115911253A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 潘文碩;何獻文;梁輝
• 申請（專利權）人: 惠州市惠德瑞鋰電科技股份有限公司
• 主分類號: H01M4/08
• 分類號: H01M4/08;H01M4/50;H01M4/62;H01M6/16;H01M4/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 楊利娟

本發明涉及一種化學電池技術領域，尤其涉及一種高性能鋰一次電池正極片的制備方法。其步驟包括如下步驟：S1，將二氧化錳、導電劑混合后得混合粉料，在混合粉料中加入鋰化合物，調整混合粉料的酸堿度為6～7，再加入粘接劑和去離子水攪拌混合，攪拌混合后過篩，制得顆粒均勻的正極粉；S2，將正極粉壓合于集流體上并干燥；S3，將經過干燥的壓合有粉料的正極集流體經輥壓、分切制成正極片；S1還包括將二氧化錳經過氨水中和調整酸堿度為6～8，再經過350～420℃高溫熱處理的過程。二氧化錳經過高溫熱處理，將晶型轉變為混合晶型。本發明的鋰一次電池正極片，制備工藝簡化，制造成本較低，所得電池高溫工作性能好。

技術領域

本發明涉及一種化學電池技術領域，尤其涉及一種高性能鋰一次電池正極片的制備方法。

背景技術

鋰一次電池(金屬鋰或鋰合金為負極材料的一次電池)在高溫條件下應用，存在內壓大，電池失重大，導致性能劣化的問題，現有工藝主要通過優化封口結構或加深預放電深度、降低電池電壓解決。優化封口結構可以改善電池高溫失重大的問題，但在電池內壓大的情況下，仍存在較高的失效風險。加深預放電深度，會導致電池容量損失。中國專利201210361808.3公開了一種陰離子X摻雜λ-MnO₂鋰一次電池正極材料及其制備方法及其制成的鋰二氧化錳一次電池。λ-MnO₂晶格中的氧原子部分被摻雜的原子取代，能更好的起到支撐和穩定λ-MnO₂晶格的作用，可以有效克服純λ-MnO₂尖晶石結構不穩定的問題；通過陰離子摻雜可以形成晶格缺陷，提高載流子濃度，從而能顯著提高λ-MnO₂鋰離子正極材料電化學性能。但該技術不能排除二氧化錳內部含有的α-MnO₂，α-MnO₂有較多的結晶水，在非水溶液體系的Li-MnO₂電池中，結晶水會導致MnO₂活性下降。

發明內容

針對鋰一次電池高溫漏夜的技術問題，本發明提供一種高性能鋰一次電池正極片及其制備方法，通過調整正極片酸堿度，降低電池電壓，達到改善電池高溫失重大的目的。

為解決上述技術問題，本發明所用的技術方案如下一種高性能鋰一次電池正極片的制備方法，步驟為：

S1，將二氧化錳、導電劑混合后得混合粉料，在混合粉料中加入鋰化合物，調整混合粉料的酸堿度為6～7，再加入粘接劑和去離子水攪拌混合，攪拌混合后過篩，制得顆粒均勻的正極粉；S2，將正極粉壓合于集流體上并干燥；S3，將經過干燥的壓合有粉料的正極集流體經輥壓、分切制成正極片；所述S1還包括將二氧化錳經過氨水中和、調整酸堿度為6-8，再經過350～420℃高溫熱處理，將其內部含有的α-MnO₂和γ-MnO₂晶體結構轉變成γ-MnO₂和β-MnO₂混合晶型結構的過程，所述高溫熱處理時間為5～10h。

進一步：在上述高性能鋰一次電池正極片的制備方法中，所述S1步驟二氧化錳高溫熱處理的溫度為350～390℃。所述步驟S1的重量組成為活性物質二氧化錳100份、導電劑1～10份，粘結劑1～10份，鋰化合物0.01～0.05份，去離子水10～40份，其中正極片制備中，加入微量的鋰化合物，調整酸堿度。高溫熱處理，失去OH-形式存在的結晶水，導致酸性增加，酸堿度下降，酸堿度會降至4～5，為使PH值接近中性，需加入鋰化合物調節酸堿度。

再進一步：在上述高性能鋰一次電池正極片的制備方法中，所述的導電劑是超導碳黑、乙炔黑、科琴黑、單壁碳納米管、多壁碳納米管、導電石墨和石墨烯中的至少一種。所述的粘結劑是聚四氟乙烯。所述的鋰化合物是氫氧化鋰。

所述步驟S1的攪拌混合方式為球磨；所述的球磨時間為1～8小時。優選的球磨時間為2～6小時。

所述步驟S2的集流體是316不銹鋼網、444不銹鋼網、430不銹鋼網、鋁網、銅網其中一種。