CN104319422A - 一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法 - Google Patents

一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104319422A
CN104319422A CN201410531138.4A CN201410531138A CN104319422A CN 104319422 A CN104319422 A CN 104319422A CN 201410531138 A CN201410531138 A CN 201410531138A CN 104319422 A CN104319422 A CN 104319422A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion battery
activation processing
lithium ion
lithium manganese
rich
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201410531138.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104319422B (zh
Inventor
刘三兵
梅周盛
朱广燕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chery Automobile Co Ltd
Original Assignee
Chery Automobile Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chery Automobile Co Ltd filed Critical Chery Automobile Co Ltd
Priority to CN201410531138.4A priority Critical patent/CN104319422B/zh
Publication of CN104319422A publication Critical patent/CN104319422A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104319422B publication Critical patent/CN104319422B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/30—Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，属于锂离子电池领域。所述方法包括：在室温下，对注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，该第一活化处理包括在4.2-4.5V的充电截止电压下进行的充电处理和在2.0-3.0V的放电截止电压下进行的放电处理；然后再对该电池进行第二活化处理，该第二活化处理包括在10-25℃以及4.5-4.8V的充电截止电压下进行的充电处理和在25-55℃以及2.0-2.75V的放电截止电压下进行的放电处理；然后对富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使活化处理过程中产生的气体排出。通过上述方法能有效提高富锂锰锂离子电池的循环性能，并降低循环过程中的电压降，提高了富锂锰锂离子电池的使用寿命。

Description

一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，特别涉及一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法。
背景技术
锂离子电池作为一种高能蓄电池，具有能量密度高、使用寿命长、循环性能好且无记忆效应等优点，被广泛用于手机、数码相机等电子设备中。锂离子电池正极材料是锂离子电池中的重要组成部分，它对于锂离子电池的电化学性能有重要的影响。
目前已经商品化的锂离子电池正极材料中，以LiCoO2作为在正极材料的锂离子电池由于价格昂贵、安全性差、有毒性，极大地限制了其应用。以LiMn2O4作为正极材料的锂离子电池由于高温性能差、能量密度低等缺点，也限制了其在电动汽车中的应用。以LiFePO4作为正极材料的锂离子电池存在加工性能差、批次稳定性差、低温性能差、能量密度低等缺点，也不利于其在电动车上的应用。以富锂锰xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(其中，0＜x＜1，M代表Mn、Ni、Co、Ni0.5Mn0.5、Cr、Ni1/3Co1/3Mn1/3、Fe等元素)作为正极材料的锂离子电池，亦即富锂锰锂离子电池具有能量密度高(大于220Wh/kg)，取材丰富、价格便宜等优点，具有极大的应用潜力。
举例来说，CN103560250A提供了一种以富锂锰基材料为正极的锂离子电池，包括正极、正极表面涂层、负极、隔膜和电解液。其中，该正极包括正极活性物质富锂锰基材料或者经表面包覆的富锂锰基材料80-95％(重量比)、导电剂3-18％、粘结剂2-17％。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
现有技术提供的富锂锰锂离子电池的循环稳定性较差。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法。具体技术方案如下：
第一方面，本发明实施例提供了一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，所述富锂锰锂离子电池以金属锂或单质碳作为负极材料，所述方法包括：
步骤a、在室温下，对注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，所述第一活化处理包括在4.2-4.5V的充电截止电压下进行的充电处理和在2.0-3.0V的放电截止电压下进行的放电处理；
步骤b、对第一活化处理后的富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，所述第二活化处理包括在10-25℃以及4.5-4.8V的充电截止电压下进行的充电处理和在25-55℃以及2.0-2.75V的放电截止电压下进行的放电处理；
步骤c、对第二活化处理后的富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使所述第一活化处理和第二活化处理过程中产生的气体排出。
进一步地，所述步骤a中，所述第一活化处理的循环次数为1-6次。
进一步地，所述步骤b中，所述第二活化处理的循环次数为1-6次。
第二方面，本发明实施例提供了一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，所述富锂锰锂离子电池以碳的合金作为负极材料，所述方法包括：
步骤α、在室温下，对注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，所述第一活化处理包括在4.0-4.5V的充电截止电压下进行的充电处理和在1.8-3.0V的放电截止电压下进行的放电处理；
步骤β、对第一活化处理后的富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，所述第二活化处理包括在10-25℃以及4.3-4.8V的充电截止电压下进行的充电处理和在25-55℃以及1.8-2.75V的放电截止电压下进行的放电处理；
步骤γ、对第二活化处理后的富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使所述第一活化处理和第二活化处理过程中产生的气体排出。
进一步地，所述步骤α中，所述第一活化处理的循环次数为1-6次。
进一步地，所述步骤β中，所述第二活化处理的循环次数为1-6次。
第三方面，本发明实施例提供了一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，所述富锂锰锂离子电池以钛酸锂作为负极材料，所述方法包括：
步骤Ⅰ、在室温下，对注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，所述第一活化处理包括在2.6-3.1V的充电截止电压下进行的充电处理和在0.4-1.6V的放电截止电压下进行的放电处理；
步骤Ⅱ、对第一活化处理后的富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，所述第二活化处理包括在10-25℃以及2.9-3.4V的充电截止电压下进行的充电处理和在25-55℃以及0.4-1.35V的放电截止电压下进行的放电处理；
步骤Ⅲ、对第二活化处理后的富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使所述第一活化处理和第二活化处理过程中产生的气体排出。
进一步地，所述步骤Ⅰ中，所述第一活化处理的循环次数为1-6次。
进一步地，所述步骤Ⅱ中，所述第二活化处理的循环次数为1-6次。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，通过在上述温度及电压范围下对富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，来对富锂锰中的LiMO2材料进行活化，然后在特定的温度和电压范围下再对富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，来对富锂锰中的Li2MnO3材料进行活化。通过上述两步活化处理，既能确保富锂锰材料完全得到活化，又能避免直接充电至高电压造成富锂锰正极材料表面产生缺陷或者结构发生扭曲变化，从而有效提高富锂锰锂离子电池的循环性能，并降低循环过程中的电压降，提高了富锂锰锂离子电池的使用寿命。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
第一方面，本发明实施例提供了一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，该富锂锰锂离子电池以金属锂或单质碳作为负极材料，该方法包括：
步骤101、在室温下，对注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，该第一活化处理包括在4.2-4.5V的充电截止电压下进行的充电处理和在2.0-3.0V的放电截止电压下进行的放电处理。
步骤102、对第一活化处理后的富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，该第二活化处理包括在10-25℃以及4.5-4.8V的充电截止电压下进行的充电处理和在25-55℃以及2.0-2.75V的放电截止电压下进行的放电处理。
步骤103、对第二活化处理后的富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使第一活化处理和第二活化处理过程中产生的气体排出，从而得到处理后的富锂锰锂离子电池。
步骤103中，通过对活化处理后的锂离子电池进行抽气处理，来使活化过程中产生的气体排出，避免锂离子电池的使用的过程中发生气胀，提高其使用安全性。
进一步地，步骤101中，第一活化处理的循环次数为1-6次。步骤102中，第二活化处理的循环次数为1-6次。
可见，本发明实施例提供的用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，通过在上述温度及电压范围下对富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，来对富锂锰中的LiMO2材料进行活化，然后在特定的温度和电压范围下再对富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，来对富锂锰中的Li2MnO3材料进行活化。通过上述两步活化处理，既能确保富锂锰材料完全得到活化，又能避免直接充电至高电压造成富锂锰正极材料表面产生缺陷或者结构发生扭曲变化，从而有效提高富锂锰锂离子电池的循环性能，并降低循环过程中的电压降，提高了富锂锰锂离子电池的使用寿命。
可以理解的是，上述方法针对的是其负极为金属锂或者单质碳，例如人造石墨、天然石墨、硬碳、软碳、人造复合石墨等材料的富锂锰锂离子电池。当富锂锰锂离子电池的负极为碳的合金，例如硅碳合金、锡碳合金等材料时，在对该富锂锰锂离子电池进行处理的过程中，相应的充放电截止电压将下调0-0.2V；而当富锂锰锂离子电池的负极为钛酸锂时，在对该富锂锰锂离子电池进行处理的过程中，相应的充放电截止电压将下调1.4-1.6V。亦即：
第二方面，本发明实施例提供了一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，该富锂锰锂离子电池以碳的合金作为负极材料，该方法包括：
步骤201、在室温下，对注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，该第一活化处理包括在4.0-4.5V的充电截止电压下进行的充电处理和在1.8-3.0V的放电截止电压下进行的放电处理。
步骤202、对第一活化处理后的富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，该第二活化处理包括在10-25℃以及4.3-4.8V的充电截止电压下进行的充电处理和在25-55℃以及1.8-2.75V的放电截止电压下进行的放电处理。
步骤203、对第二活化处理后的富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使第一活化处理和第二活化处理过程中产生的气体排出，从而得到处理后的富锂锰锂离子电池。
进一步地，步骤201中，第一活化处理的循环次数为1-6次；步骤202中，第二活化处理的循环次数为1-6次。
第三方面，本发明实施例提供了一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，该富锂锰锂离子电池以钛酸锂作为负极材料，该方法包括：
步骤301、在室温下，对注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，所述第一活化处理包括在2.6-3.1V的充电截止电压下进行的充电处理和在0.4-1.6V的放电截止电压下进行的放电处理。
步骤302、对第一活化处理后的富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，该第二活化处理包括在10-25℃以及2.9-3.4V的充电截止电压下进行的充电处理和在25-55℃以及0.4-1.35V的放电截止电压下进行的放电处理，从而得到处理后的富锂锰锂离子电池。
步骤303、对第二活化处理后的富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使该第一活化处理和第二活化处理过程中产生的气体排出。
进一步地，步骤301中，第一活化处理的循环次数为1-6次；步骤302中，第二活化处理的循环次数为1-6次。
以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。
实施例1
本实施例提供了一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，该富锂锰锂离子电池中的富锂锰材料为0.5Li2MnO3·0.5LiNi0.5Mn0.5O2，负极材料为锂。
该富锂锰锂离子电池的制备步骤如下：将富锂锰材料0.5Li2MnO3·0.5LiNi0.5Mn0.5O2与导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF(聚偏氟乙烯)按照质量比8：1：1混合均匀，利用NMP(1-甲基-2-吡咯烷酮)将此混合物调制成浆料，均匀涂覆于铝箔上，放入烘箱中，80-120℃烘干1h，取出冲成圆形极片，85℃真空干燥12小时，进行压片，85℃真空干燥12小时，制得实验电池用极片。以锂片为对电极，电解液为1.0mol/L LiPF6的EC(乙基碳酸酯)+DMC(二甲基碳酸酯)(体积比1:3)溶液，隔膜为celgard2325膜，在充满氩气气氛的手套箱内装配成CR2025型富锂锰0.5Li2MnO3·0.5LiNi0.5Mn0.5O2/Li式扣式电池。
对上述制备的富锂锰锂离子电池进行活化处理，以提高富锂锰锂离子电池循环稳定性。该方法如下：
1)在室温下，对上述注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，该第一活化处理包括在4.5V的充电截止电压下进行的充电处理和在2.0V的放电截止电压下进行的放电处理。其中，充放电电流为0.1C，充放电循环次数为2次。
2)对第一活化处理后的富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，该第二活化处理包括在25℃以及4.8V的充电截止电压下进行的充电处理和在25℃以及2.0V的放电截止电压下进行的放电处理。其中，充放电电流为0.1C，充放电循环次数为3次。
3)对第二活化处理后的富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使第一活化处理和第二活化处理过程中产生的气体排出，从而得到具有较高循环性能的富锂锰锂离子电池。
对本实施例活化处理后的富锂锰锂离子电池的循环性能进行测试，其中，在测试过程中保持充放电电压范围为4.8-2.0V，充放电电流为0.2C(1C＝230mA/g)。测试结果表明，本实施例提供的活化处理后的富锂锰锂离子电池的首次放电比容量为237.283mAh/g，循环100次后的放电比容量为218.132mAh/g，容量保持率为91.93％，循环稳定性较好。首次放电中值电压3.55V为，循环100次放电中值电压为3.398V，平均每个循环中值电压下降1.52mV，循环过程中的电压降较小。可见，利用本发明实施例提供的活化处理方法有效提高了富锂锰锂离子电池的循环性能。
对比实施例1
本实施例利用如下方法对实施例1中提供的富锂锰锂离子电池进行活化处理。其中，该活化处理具体为：在室温下，对实施例1中提供的富锂锰锂离子电池进行预充放电循环处理，其中，充放电电压为4.8-2.0V，充放电电流为0.1C，充放电循环次数为4次。然后对充放电处理后的电池进行抽气及封口处理，得到处理后的第1对比富锂锰锂离子电池。
在与实施例1相同的测试条件下，对本对比实施例提供的第1对比富锂锰锂离子电池的循环性能进行测试。测试结果表明，该电池的首次放电比容量为225.022mAh/g，循环100次放电比容量为191.05mAh/g，容量保持率为84.9％，循环稳定性差。首次放电中值电压为3.528V，循环100次放电中值电压为3.168V，平均每个循环中值电压下降3.6mV，循环过程中的电压降较大。
实施例2
本实施例提供了一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，该富锂锰锂离子电池中的富锂锰材料为0.4Li2MnO3·0.6LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2，负极材料为人造石墨。
该富锂锰锂离子电池的制备步骤如实施例1所述。
对上述制备的富锂锰锂离子电池进行活化处理，以提高富锂锰锂离子电池循环稳定性。该方法如下：
1)在室温下，对上述注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，该第一活化处理包括在4.35V的充电截止电压下进行的充电处理和在2.75V的放电截止电压下进行的放电处理。其中，充放电循环次数为3次，第1次循环的充放电电流为0.05C，第2-3次循环的充放电电流为0.3C。
2)对第一活化处理后的富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，该第二活化处理包括在10℃以及4.6V的充电截止电压下进行的充电处理和在35℃以及2.0V的放电截止电压下进行的放电处理。其中，充放电电流为0.1C，充放电循环次数为2次。
3)对第二活化处理后的富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使第一活化处理和第二活化处理过程中产生的气体排出，从而得到具有较高循环性能的富锂锰锂离子电池。
对本实施例活化处理后的富锂锰锂离子电池的循环性能进行测试，其中，在测试过程中保持充放电电压范围为4.6-2.0V，充放电电流为0.5C(1C＝230mA/g)。测试结果表明，本实施例提供的活化处理后的富锂锰锂离子电池的首次放电比容量为1006.8mAh，循环100次放电比容量为982.6mAh，容量保持率为97.6％，循环稳定性较好。且该富锂锰锂离子电池充放电循环100次后并未发生气胀，安全性能较好。可见，利用本发明实施例提供的活化处理方法有效提高了富锂锰锂离子电池的循环性能。
对比实施例2
本实施例利用如下方法对实施例2中提供的富锂锰锂离子电池进行活化处理。其中，该活化处理具体为：在室温下，对实施例2中提供的富锂锰锂离子电池进行预充放电循环处理，其中，充放电电压为4.6-2.0V，充放电循环次数为5次，第一次循环的充放电电流为0.05C，第2-5次循环的充放电电流为0.1C。然后对充放电处理后的电池进行抽气及封口处理，得到处理后的第2对比富锂锰锂离子电池。
在与实施例2相同的测试条件下，对本对比实施例提供的第2对比富锂锰锂离子电池的循环性能进行测试。测试结果表明，该电池的首次放电比容量为975.3mAh，循环100次放电比容量为843.6mAh，容量保持率为86.5％，循环稳定性差。且该富锂锰锂离子电池充放电循环100次后发生明显气胀，安全性能差。
实施例3
本实施例提供了一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，该富锂锰锂离子电池中的富锂锰材料为0.3Li2MnO3·0.7LiNi0.47Al0.06Mn0.47O2，负极材料为钛酸锂。
该富锂锰锂离子电池的制备步骤如实施例1所述。
对上述制备的富锂锰锂离子电池进行活化处理，以提高富锂锰锂离子电池循环稳定性。该方法如下：
1)在室温下，对上述注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，该第一活化处理包括在2.8V的充电截止电压下进行的充电处理和在1.25V的放电截止电压下进行的放电处理。其中，充放电循环次数为2次，第1次循环的充放电电流为0.1C，第2次循环的充放电电流为0.5C。
2)对第一活化处理后的富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，该第二活化处理包括在10℃以及3.2V的充电截止电压下进行的充电处理和在45℃以及0.6V的放电截止电压下进行的放电处理。其中，充放电电流为0.1C，充放电循环次数为4次。
3)对第二活化处理后的富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使第一活化处理和第二活化处理过程中产生的气体排出，从而得到具有较高循环性能的富锂锰锂离子电池。
对本实施例活化处理后的富锂锰锂离子电池的循环性能进行测试，其中，在测试过程中保持充放电电压范围为3.1-0.6V，充放电电流为0.5C(1C＝230mA/g)。测试结果表明，本实施例提供的活化处理后的富锂锰锂离子电池循环100次容量保持率为99.3％，循环稳定性较好。循环100次放电中值电压下降12mV，平均每个循环中值电压下降0.12mV，循环过程中的电压降较小。可见，利用本发明实施例提供的活化处理方法有效提高了富锂锰锂离子电池的循环性能。
对比实施例3
本实施例利用如下方法对实施例3中提供的富锂锰锂离子电池进行活化处理。其中，该活化处理具体为：在室温下，对实施例3中提供的富锂锰锂离子电池进行预充放电循环处理，其中，充放电电压为3.2-0.6V，充放电循环次数为6次，充放电电流为0.1C。然后对充放电处理后的电池进行抽气及封口处理，得到处理后的第3对比富锂锰锂离子电池。
在与实施例3相同的测试条件下，对本对比实施例提供的第3对比富锂锰锂离子电池的循环性能进行测试。测试结果表明，该电池的循环100次容量保持率为88.7％，循环稳定性差，容量衰减快。循环100次放电中值电压下降85.4mV，平均每个循环中值电压下降0.854mV，循环过程中的电压降较大。
实施例4
本实施例提供了一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，该富锂锰锂离子电池中的富锂锰材料为0.3Li2MnO3·0.7LiNi0.47Al0.06Mn0.47O2，负极材料为硅碳负极材料，购自上海杉杉科技有限公司。
该富锂锰锂离子电池的制备步骤如实施例1所述。
对上述制备的富锂锰锂离子电池进行活化处理，以提高富锂锰锂离子电池循环稳定性。该方法如下：
1)在室温下，对上述注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，该第一活化处理包括在4.2V的充电截止电压下进行的充电处理和在2.2V的放电截止电压下进行的放电处理。其中，充放电循环次数为2次，第1次循环的充放电电流为0.1C，第2次循环的充放电电流为0.5C。
2)对第一活化处理后的富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，该第二活化处理包括在18℃以及4.5V的充电截止电压下进行的充电处理和在40℃以及2.1V的放电截止电压下进行的放电处理。其中，充放电电流为0.1C，充放电循环次数为4次。
3)对第二活化处理后的富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使第一活化处理和第二活化处理过程中产生的气体排出，从而得到具有较高循环性能的富锂锰锂离子电池。
对本实施例活化处理后的富锂锰锂离子电池的循环性能进行测试，其中，在测试过程中保持充放电电压范围为4.1-2.0V，充放电电流为0.5C(1C＝230mA/g)。测试结果表明，本实施例提供的活化处理后的富锂锰锂离子电池循环100次容量保持率为99.5％，循环稳定性较好。循环100次放电中值电压下降11mV，平均每个循环中值电压下降0.11mV，循环过程中的电压降较小。可见，利用本发明实施例提供的活化处理方法有效提高了富锂锰锂离子电池的循环性能。
对比实施例4
本实施例利用如下方法对实施例4中提供的富锂锰锂离子电池进行活化处理。其中，该活化处理具体为：在室温下，对实施例4中提供的富锂锰锂离子电池进行预充放电循环处理，其中，充放电电压为4.2-2.0V，充放电循环次数为6次，充放电电流为0.1C。然后对充放电处理后的电池进行抽气及封口处理，得到处理后的第4对比富锂锰锂离子电池。
在与实施例4相同的测试条件下，对本对比实施例提供的第4对比富锂锰锂离子电池的循环性能进行测试。测试结果表明，该电池的循环100次容量保持率为87.3％，循环稳定性差，容量衰减快。循环100次放电中值电压下降86.7mV，平均每个循环中值电压下降0.867mV，循环过程中的电压降较大。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，所述富锂锰锂离子电池以金属锂或单质碳作为负极材料，所述方法包括：
步骤a、在室温下，对注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，所述第一活化处理包括在4.2-4.5V的充电截止电压下进行的充电处理和在2.0-3.0V的放电截止电压下进行的放电处理；
步骤b、对第一活化处理后的富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，所述第二活化处理包括在10-25℃以及4.5-4.8V的充电截止电压下进行的充电处理和在25-55℃以及2.0-2.75V的放电截止电压下进行的放电处理；
步骤c、对第二活化处理后的富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使所述第一活化处理和第二活化处理过程中产生的气体排出。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a中，所述第一活化处理的循环次数为1-6次。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤b中，所述第二活化处理的循环次数为1-6次。
4.一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，所述富锂锰锂离子电池以碳的合金作为负极材料，所述方法包括：
步骤α、在室温下，对注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，所述第一活化处理包括在4.0-4.5V的充电截止电压下进行的充电处理和在1.8-3.0V的放电截止电压下进行的放电处理；
步骤β、对第一活化处理后的富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，所述第二活化处理包括在10-25℃以及4.3-4.8V的充电截止电压下进行的充电处理和在25-55℃以及1.8-2.75V的放电截止电压下进行的放电处理；
步骤γ、对第二活化处理后的富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使所述第一活化处理和第二活化处理过程中产生的气体排出。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤α中，所述第一活化处理的循环次数为1-6次。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤β中，所述第二活化处理的循环次数为1-6次。
7.一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法，所述富锂锰锂离子电池以钛酸锂作为负极材料，所述方法包括：
步骤Ⅰ、在室温下，对注液后的富锂锰锂离子电池进行第一活化处理，所述第一活化处理包括在2.6-3.1V的充电截止电压下进行的充电处理和在0.4-1.6V的放电截止电压下进行的放电处理；
步骤Ⅱ、对第一活化处理后的富锂锰锂离子电池进行第二活化处理，所述第二活化处理包括在10-25℃以及2.9-3.4V的充电截止电压下进行的充电处理和在25-55℃以及0.4-1.35V的放电截止电压下进行的放电处理；
步骤Ⅲ、对第二活化处理后的富锂锰锂离子电池进行抽气和封口，使所述第一活化处理和第二活化处理过程中产生的气体排出。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤Ⅰ中，所述第一活化处理的循环次数为1-6次。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述步骤Ⅱ中，所述第二活化处理的循环次数为1-6次。
CN201410531138.4A 2014-10-10 2014-10-10 一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法 Active CN104319422B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410531138.4A CN104319422B (zh) 2014-10-10 2014-10-10 一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410531138.4A CN104319422B (zh) 2014-10-10 2014-10-10 一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104319422A true CN104319422A (zh) 2015-01-28
CN104319422B CN104319422B (zh) 2017-01-18

Family

ID=52374625

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410531138.4A Active CN104319422B (zh) 2014-10-10 2014-10-10 一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104319422B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106898834A (zh) * 2017-04-20 2017-06-27 北京工业大学 一种改善富锂锰基层状氧化物循环稳定性的方法
WO2018201427A1 (en) * 2017-05-05 2018-11-08 Robert Bosch Gmbh Lithium ion battery and prelithiation method of anode
CN111517375A (zh) * 2020-04-23 2020-08-11 湖州天丰电源有限公司 一种高电压高容量锂离子电池正极材料及其制备方法
CN113497288A (zh) * 2020-03-19 2021-10-12 宁德新能源科技有限公司 充电方法、电子装置以及存储介质
CN113871737A (zh) * 2020-06-30 2021-12-31 北京卫蓝新能源科技有限公司 一种含有富锂锰基材料的锂离子电池活化方法及得到的锂离子电池
CN114552037A (zh) * 2022-02-21 2022-05-27 江西理工大学 一种正极为富锂锰材料的锂离子电池的化成方法
WO2024040996A1 (zh) * 2022-08-23 2024-02-29 荣耀终端有限公司 一种充放电管理方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102315481A (zh) * 2011-08-29 2012-01-11 上海空间电源研究所 高比能富锂多元系锂离子蓄电池及其制造方法
CN103647115A (zh) * 2013-12-18 2014-03-19 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种以富锂锰基固溶体材料为正极的电池的应用方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102315481A (zh) * 2011-08-29 2012-01-11 上海空间电源研究所 高比能富锂多元系锂离子蓄电池及其制造方法
CN103647115A (zh) * 2013-12-18 2014-03-19 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种以富锂锰基固溶体材料为正极的电池的应用方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ATSUSHI ITO 等: "A new approach to improve the high-voltage cyclic performance of Li-rich layered cathode material by electrochemical pre-treatment", 《JOURNAL OF POWER SOURCES》, vol. 183, 13 May 2008 (2008-05-13), pages 344 - 346, XP 022832976, DOI: doi:10.1016/j.jpowsour.2008.04.086 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106898834A (zh) * 2017-04-20 2017-06-27 北京工业大学 一种改善富锂锰基层状氧化物循环稳定性的方法
WO2018201427A1 (en) * 2017-05-05 2018-11-08 Robert Bosch Gmbh Lithium ion battery and prelithiation method of anode
CN110710043A (zh) * 2017-05-05 2020-01-17 罗伯特·博世有限公司 锂离子电池和阳极的预锂化方法
US11769900B2 (en) 2017-05-05 2023-09-26 Robert Bosch Gmbh Lithium ion battery and prelithiation method of anode
CN113497288A (zh) * 2020-03-19 2021-10-12 宁德新能源科技有限公司 充电方法、电子装置以及存储介质
CN113497288B (zh) * 2020-03-19 2022-12-13 宁德新能源科技有限公司 充电方法、电子装置以及存储介质
CN111517375A (zh) * 2020-04-23 2020-08-11 湖州天丰电源有限公司 一种高电压高容量锂离子电池正极材料及其制备方法
CN113871737A (zh) * 2020-06-30 2021-12-31 北京卫蓝新能源科技有限公司 一种含有富锂锰基材料的锂离子电池活化方法及得到的锂离子电池
CN114552037A (zh) * 2022-02-21 2022-05-27 江西理工大学 一种正极为富锂锰材料的锂离子电池的化成方法
WO2024040996A1 (zh) * 2022-08-23 2024-02-29 荣耀终端有限公司 一种充放电管理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN104319422B (zh) 2017-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104319422B (zh) 一种用于提高富锂锰锂离子电池循环稳定性的方法
CN103700820B (zh) 一种长寿命锂离子硒电池
CA2901265C (en) Method for producing positive electrode active material layer for lithium ion battery, and positive electrode active material layer for lithium ion battery
CN104577096B (zh) 一种锂离子电池正极材料及其制备方法、电池
CN104600282A (zh) 一种表面修饰改性锂离子电池正极材料及其制备方法
CN109309227A (zh) 锂离子电池及其正极活性材料
CN108682844A (zh) 一种锂离子电池锰酸锂正极材料的制备方法
CN102280661A (zh) 钛酸锂电池及其电解液
CN108091854A (zh) 一种阴阳离子复合掺杂的高电压尖晶石型锂离子电池正极材料及其制备方法
CN110581277A (zh) 一种锂离子电池正极材料的表面包覆方法
CN103400978A (zh) 一种锂镍锰氧材料改性的方法、锂镍锰氧材料及锂离子电池
CN103367733A (zh) 锂离子电池正极材料及其制备方法、电池
CN104953096A (zh) 一种表面改性的高电压钴酸锂正极材料及其制备方法
CN107644980B (zh) 预嵌锂硬炭材料及其制备方法和应用
CN109659538B (zh) 基于多巴胺和磷酸锂包覆的富锂锰基氧化物材料的制备及其产品和应用
CN104201342A (zh) 一种改善富锂锰锂离子电池极片物性的方法
CN114420899B (zh) 锂离子电池
CN112510190B (zh) 一种钠离子过渡金属氧化物正极材料的制备方法
CN103022470A (zh) Azo包覆锰酸锂二次锂电池正极材料及其制备方法
CN107834054B (zh) 一种锂离子电池用镍锰酸锂-石墨烯复合材料的制备方法
CN107834072B (zh) 一种锂离子电池粘结剂
CN107492660A (zh) 正极浆料、正极片及锂离子电池
CN104577101A (zh) 一种表面改性锂离子电池富锂锰正极材料的制备方法
CN1763996A (zh) 一种锂离子蓄电池正极材料Liy (NiCoMn) 1/3－xM3xO2及其制造方法
CN104466163A (zh) 碳包覆的锂离子电池正极材料的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant