CN103972502A - 一种锂电池改性正极材料 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池改性正极材料,锂电池改性正极材料包括改性方法处理的FeS2;改性方法包括在惰性气体中加热,然后酸洗、过滤干燥,最后加入0.2wt%~0.5wt%的稀土金属及粘结剂充分搅拌混合制备制备而成。本发明工艺合理,制造方便,通过在锂电池正极材料中应用通过改性的FeS2,可以提高电池的电化学性能,满足了工作电压平台为1.5V的锂电池的市场需求。

Description

一种锂电池改性正极材料
技术领域:
本发明涉及锂电池材料技术领域,具体涉及一种通过改性获得的锂电池正极材料。
背景技术:
目前锂电池由于其显著的优点,如能量密度高,工作温度宽,寿命长等,被广泛应用在一次和二次电池市场中。在锂电池的开发和研究中,锂电池的电极材料,特别是正极材料,成为最重要的组成部分之一,因为锂电池的特性从本质上来说是由电池采用的电极材料所决定的。
现在市场上普遍使用的锂电池正极材料的工作电压平台主要在3~4V,无法应用于为传统的1.5V的操作设计的设备上。因此不断研究开发工作电压为1.5V的锂电池正极材料,制造出工作电压平台为1.5V的锂电池代替传统电池成为需要。
发明内容:
为了弥补现有技术问题,本发明的目的是提供一种锂电池改性正极材料,制成的电压为1.5V的锂电池正极材料,使锂电池性能得到进一步提升。。
本发明的技术方案如下:
锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的锂电池改性正极材料包括改性方法处理的FeS2;所述的改性方法包括在惰性气体中加热,然后酸洗、过滤干燥,最后加入0.2wt%~0.5wt%的稀土金属及粘结剂充分搅拌混合制备制备而成。
所述的锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的惰性气体选自氮气、氦气、氩气、氖、氪中的任意一种。
所述的锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的加热温度范围是310℃~400℃。
所述的锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的加热时间范围是5h~24h。
所述的锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的酸洗溶液是浓度为0.5%~10%的硫酸或者盐酸溶液。
所述的锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的粘结剂选自聚四氟乙烯,聚偏氟乙烯、者丁苯橡胶中的一种。
所述的锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的搅拌混合的时间为0.5h~1.5h。
本发明的优点是:
本发明工艺合理,制造方便,通过在锂电池正极材料中应用通过改性的FeS2,可以提高电池的电化学性能,满足了工作电压平台为1.5V的锂电池的市场需求。
具体实施方式:
为了使本发明所解决的技术问题,技术方案,有益效果更加清楚明白,以下结合具体实施方式和实施例,对本发明做进一步的详细说明。应当理解的,此处所描述的具体实施方式及实施例仅用于解释本发明,并不用于限制本发明。
实施例1
所述的FeS2材料,是由天然黄铁矿经选矿,纯化,粉碎获得FeS2粉末材料。FeS22粉末在氩气环境中进行热处理,处理温度为310℃,处理时间为24h;处理后的FeS2粉末用筛网过滤后经1%的硫酸溶液处理,处理后过滤干燥。改性处理后的FeS2再通过加入0.2wt%的稀土金属,加入粘结剂充分混合制备成锂电池正极材料,混合搅拌时间为1h。所述的粘结剂选自聚四氟乙烯,聚偏氟乙烯或者丁苯橡胶;本实施例选用聚四氟乙烯。
测试表明,经此方法获得的Li/FeS2锂电池,经30次充放电循环后,仍然有250mAg/h的容量,比未处理的电池高200mAg/h,有明显的性能提升。
实施例2
所述的FeS2材料,是由天然黄铁矿经选矿,纯化,粉碎获得FeS2粉末材料。FeS2粉末在氮气环境中进行热处理,处理温度为350℃,处理时间为10h;处理后的FeS2粉末用筛网过滤后经0.5%的硫酸溶液处理,处理后过滤干燥。改性处理后的FeS2再通过加入0.4wt%的稀土金属,加入粘结剂充分混合制备成锂电池正极材料,混合搅拌时间为1.2h。所述的粘结剂选自聚四氟乙烯,聚偏氟乙烯或者丁苯橡胶;本实施例选用聚四氟乙烯。
测试表明,经此方法获得的Li/FeS2锂电池,经30次充放电循环后,仍然有280mAg/h的容量,比未处理的电池高230mAg/h,有明显的性能提升。
实施例3
所述的FeS2材料,是由天然黄铁矿经选矿,纯化,粉碎获得FeS2粉末材料。FeS2粉末在氮气环境中进行热处理,处理温度为410℃,处理时间为5h;处理后的FeS2粉末用筛网过滤后经10%的硫酸溶液处理,处理后过滤干燥。改性处理后的FeS2再通过加入0.5wt%的稀土金属,加入粘结剂充分混合制备成锂电池正极材料,,混合搅拌时间为0.6h。所述的粘结剂选自聚四氟乙烯,聚偏氟乙烯或者丁苯橡胶;本实施例选用聚四氟乙烯。
测试表明,经此方法获得的Li/FeS2锂电池,经30次充放电循环后,仍然有200mAg/h的容量,比未处理的电池高150mAg/h,相对于实施例1和实施例2效果下降,但相对于未处理的条件,性能也有明显的提升。

Claims (7)

1.一种锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的锂电池改性正极材料包括改性方法处理的FeS2;所述的改性方法包括在惰性气体中加热,然后酸洗、过滤干燥,最后加入0.2wt%~0.5wt%的稀土金属及粘结剂充分搅拌混合制备制备而成。
2.根据权利要求1所述的锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的惰性气体选自氮气、氦气、氩气、氖、氪中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的加热温度范围是310℃~400℃。
4.根据权利要求1所述的锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的加热时间范围是5h~24h。
5.根据权利要求1所述的锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的酸洗溶液是浓度为0.5%~10%的硫酸或者盐酸溶液。
6.根据权利要求1所述的锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的粘结剂选自聚四氟乙烯,聚偏氟乙烯、者丁苯橡胶中的一种。
7.根据权利要求1所述的锂电池改性正极材料,其特征在于:所述的搅拌混合的时间为0.5h~1.5h。
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