CN108520974B - 一种锂离子电池及其制备方法 - Google Patents

一种锂离子电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108520974B
CN108520974B CN201810594401.2A CN201810594401A CN108520974B CN 108520974 B CN108520974 B CN 108520974B CN 201810594401 A CN201810594401 A CN 201810594401A CN 108520974 B CN108520974 B CN 108520974B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium ion
ion battery
electrolyte
silicon substrate
electrode material
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.)
Active
Application number
CN201810594401.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108520974A (zh
Inventor
丘焕山
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.)
ANHUI SHENNENG BATTERY TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Original Assignee
Anhui Shenneng Battery Technology 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 Anhui Shenneng Battery Technology Co ltd filed Critical Anhui Shenneng Battery Technology Co ltd
Priority to CN201810594401.2A priority Critical patent/CN108520974B/zh
Publication of CN108520974A publication Critical patent/CN108520974A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108520974B publication Critical patent/CN108520974B/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
    • H01M10/052—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
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
    • 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
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • H01M4/625—Carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025—Organic electrolyte
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池及其制备方法，所述的制备方法包括：(1)负极材料的制备；(2)配制锂离子电池电解液；将锂盐分多次缓慢的加入到有机溶剂中，轻晃使其逐渐溶解，然后加入稳定剂，缓慢搅拌后得到锂离子电池电解液；其中，所述有机溶剂占电解液的重量比为85～89.8％，锂盐占电解液的重量比为10～15％，稳定剂占电解液的重量比为0.05～0.2％；(3)锂离子电池成型；将正极材料、负极材料和隔膜卷绕成型后注入电解液并封装成型，经老化、密封后得到所述的锂离子电池；通过对负极材料以及电解液的进一步优化，提高锂离子电池的循环性能。

Description

一种锂离子电池及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池及其制备方法。
背景技术
锂电池大致可以分为锂金属电池和锂离子电池，虽然说锂金属电池的安全性、比容量、自放电率和性能价格比均优于锂离子电池，但是由于其自身的高技术要求限制，锂金属电池的应用远远不及锂离子电池。锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作，在充放电的过程中，Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。与镍镉、镍氢电池相比，锂离子电池具有电压高，比能量大，循环寿命长，安全性能高，自放电小，无记忆效应，可快速充放电，工作温度范围宽等诸多优点，被广泛应用于电动汽车、电动自行车等多种领域。
目前，锂离子电池的正极材料研究相对较多，无论从材料种类的选择还是改性方面都达到了较高的水平，随着正极材料的发展，特别是在动力电池中的应用，现有的以碳为主的负极材料越来越不适应发展的需要。负极材料作为储锂的主体，其容量和稳定性是影响性能的关键。未来的锂离子电池负极材料必须向高容量方向发展，才能解决现有锂离子电池能量密度低的问题。硅材料是一种具有超高比容量(理论容量达到4200mAh/g)的负极材料，是传统碳系材料容量的十余倍，且放电平台与之相当，因此被视为下一代锂离子电池负极材料的首选。然而，纯硅在充放电过程中会发生巨大的体积变化(体积膨胀率300％)，导致其粉化，进而影响到电池的安全性；另一方面，纯硅的电子导电率较低，难以提升锂离子电池的大电流充放电能力。
此外，有机溶剂作为锂离子电池电解液的主体部分，电解液的性能与溶剂的性能密切相关。目前广泛使用的电解液是有六氟磷酸锂(LiPF6)溶于碳酸酯类混合溶剂形成的，LiPF6不稳定，很容易分解产生HF，HF容易侵蚀负极材料表面的固体电解质界面膜，增加SEI膜的阻抗，从而影响锂离子电池的整体高温循环性能，降低电池的循环寿命。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电池的制备方法，从负极材料以及电解液的改善对现有的锂离子电池进行优化。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)负极材料的制备
(1.1)清洗硅基底，分别以锡靶和镍靶为靶材，在硅基底上沉积一层氧化锡和镍金属；
(1.2)以甲烷为辅助气体，采用超音速火焰喷涂的方式将金刚石粉与铝粉的混合物喷涂到步骤(1)的硅基底表面，得到用于锂离子电池的负极材料；
(2)配制锂离子电池电解液
将锂盐分多次缓慢的加入到有机溶剂中，轻晃使其逐渐溶解，然后加入稳定剂，缓慢搅拌后得到锂离子电池电解液；
其中，所述有机溶剂占电解液的重量比为85～89.8％，锂盐占电解液的重量比为10～15％，稳定剂占电解液的重量比为0.05～0.2％；
(3)锂离子电池成型
将正极材料、负极材料和隔膜卷绕成型后注入电解液并封装成型，经老化、密封后得到所述的锂离子电池。
优选的，步骤(1.1)中，在硅基底清洗干净后，将硅基底置于沉积室中，在惰性气体的存在下，打开偏压电源，用惰性气体的等离子体对硅基底进行溅射清洗；
所述溅射清洗的工艺参数为，电源功率30kW；沉积室压强为2～5Pa，对基底施加的负偏压为-600V，所述偏压占空比为50％，溅射清洗的时间为10～20min。
优选的，步骤(1.1)中，所述氧化锡的沉积厚度为1～5μm、镍金属的沉积厚度为0.5～1μm。
优选的，所述的步骤(1.2)中，所述超音速火焰喷涂的喷涂参数为，采用氧气作为助燃气，氢气作为燃气，氮气作为送粉气体；
所述氧气的压力为15～25bar，流量为400～900slpm，氢气的压力为6～8bar，流量为30～50slpm，辅助气体甲烷的压力为1～3bar，流量为5～10slpm，氮气的压力为4～8bar，流量为12～24slpm，送粉速度为10～50g/min，喷涂距离为200～300mm。
优选的，步骤(1.2)中，所述金刚石粉与铝粉的比例为(5～10)：1。
优选的，步骤(2)中，所述的锂盐为LiBF6；
所述有机溶剂为碳酸二甲酯，碳酸二乙酯和碳酸亚乙烯酯按质量1:1:1混合均匀而成；
所述的稳定剂为乙二胺四乙酸二钠。
优选的，所述的锂离子电池电解液包括有机溶剂86.4％，锂盐13.5％，稳定剂0.1％，所述百分含量为各原料占电解液的重量比。
本发明还提供了一种采用上述制备方法制备得到的锂离子电池。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明提供的锂离子电池的制备方法，通过对负极材料以及电解液的进一步优化，提高锂离子电池的循环性能。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例，进一步阐明本发明。
本发明提供了一种锂离子电池的制备方法，包括以下步骤：
(1)负极材料的制备
(1.1)清洗硅基底，分别以锡靶和镍靶为靶材，在硅基底上沉积一层氧化锡和镍金属；
(1.2)以甲烷为辅助气体，采用超音速火焰喷涂的方式将金刚石粉与铝粉的混合物喷涂到步骤(1)的硅基底表面，得到用于锂离子电池的负极材料；
(2)配制锂离子电池电解液
将锂盐分多次缓慢的加入到有机溶剂中，轻晃使其逐渐溶解，然后加入稳定剂，缓慢搅拌后得到锂离子电池电解液；
其中，所述有机溶剂占电解液的重量比为85～89.8％，锂盐占电解液的重量比为10～15％，稳定剂占电解液的重量比为0.05～0.2％；
(3)锂离子电池成型
将正极材料、负极材料和隔膜卷绕成型后注入电解液并封装成型，经老化、密封后得到所述的锂离子电池。
本发明提供的锂离子电池的制备方法中，在所述的负极材料的制备上，通过在硅基底表面依次沉积氧化锡和镍金属，接着以甲烷作为辅助气体，将金刚石粉和铝粉喷涂在依次沉积有氧化锡和镍金属的硅基底表面，所述的甲烷以镍金属作为裂解催化剂，在镍金属表面生成碳纳米管；所述的碳纳米管具有高模量、高强度和良好的导电性能，解决了硅基底和氧化锡的电子导电率较低的问题；
所述的铝粉在该高热量喷涂的过程中相当于粘结剂，在冷却熔融后将金刚石粉粘附在镍金属的表面，所述的金刚石粉具有更好的刚性，能够进一步的抑制所述的硅基底和氧化锡沉积层在嵌脱锂过程中存在的体积效应，从而有效的提高锂离子电池的充放电性能和使用寿命。
本发明提供的锂离子电池电解液中，通过添加稳定剂，与正极材料溶出的离子形成稳定的络合物，从而防止溶出的离子在正负极材料上沉积，避免对SEI膜结构的改变，因此提高了锂离子电池的热稳定性和循环寿命。
根据本发明，清洗硅基底的目的在于使后续的沉积能够顺利进行，同时增加基底和沉积层之间的结合力，提高产品的品质和使用寿命。具体的，所述的清洗步骤包括采用有机溶剂进行超声清洗，再除去硅基底表面的有机溶剂，接着进行干燥；所述的有机溶剂为本领域技术人员所常用的，如乙醇；又如超声清洗步骤，只要能够将硅基底表面的油污等杂质清理干净即可，可以根据硅基底表面的清洁程度进行适当的调整；又如干燥步骤，可以采用高温烘干或气体吹干，所述的气体可以采用惰性气体，如氮气或氩气中的一种；
本发明中，为了进一步的提高硅基底表面的清洁程度，以及提高硅基底与沉积层之间的结合力，提高后续沉积层的沉积质量。在硅基底清洗干净后，将硅基底置于沉积室中，在惰性气体的存在下，打开偏压电源，用惰性气体的等离子体对硅基底进行溅射清洗；
所述溅射清洗的工艺参数为，电源功率30kW；沉积室压强为2～5Pa，对基底施加的负偏压为-600V，所述偏压占空比为50％，溅射清洗的时间为10～20min。
进一步的，根据本发明，本发明中所述的氧化锡和镍金属的沉积厚度可以在较宽的范围内选择，为了确保制备得到的锂离子电池负极材料具有较好的性能，所述氧化锡的沉积厚度为1～5μm、镍金属的沉积厚度为0.5～1μm。
本发明中，采用连续磁控溅射的方式在硅基底的表面依次沉积氧化锡和镍金属，具体的，在一号沉积室中，以氩气作为溅射气体，氩气的通入量为120～150ml/min，通入的反应性气体为氧气，通入量为50～60ml/min，溅镀电源的电压为385V，电流为3.5A，靶材为金属锡；在二号沉积室中，以氩气作为溅射气体，氩气的通入量为150～180ml/min，溅镀电源的电压为385V，电流为4.0A，靶材为金属镍。
本发明中，所述超音速火焰喷涂的喷涂参数为，采用氧气作为助燃气，氢气作为燃气，氮气作为送粉气体；
所述氧气的压力为15～25bar，流量为400～900slpm，氢气的压力为6～8bar，流量为30～50slpm，辅助气体甲烷的压力为1～3bar，流量为5～10slpm，氮气的压力为4～8bar，流量为12～24slpm，送粉速度为10～50g/min，喷涂距离为200～300mm。
根据本发明，本发明中所述金刚石粉与铝粉的比例为(5～10)：1。
本发明中，所述的锂盐为LiBF6；
所述有机溶剂为碳酸二甲酯，碳酸二乙酯和碳酸亚乙烯酯按质量1:1:1混合均匀而成；
所述的稳定剂为乙二胺四乙酸二钠。
在电解液中，从正极材料上溶出的离子与稳定剂乙二胺四乙酸二钠形成稳定的络合物，从而避免了溶出的离子沉积在负极材料的表面破坏形成的SEI膜。
进一步的，本发明中，所述锂离子电池电解液中各原料的组成优选为，有机溶剂86.4％，锂盐13.5％，稳定剂0.1％，所述百分含量为各原料占电解液的重量比。
本发明中，所述锂离子电池正极的制备方法为：
(1)将正极活性材料、导电剂和粘结剂在真空搅拌机中混合均匀，得到正极材料；
(2)将正极材料和有机溶剂混合均匀，得到正极合浆膏体，采用有机溶剂调节正极合浆膏体的粘度至6000～8000mPa·s，然后将正极合浆膏体涂覆于正极集流体的至少一面，烘干，碾压，分条，制片，得到所述的锂离子电池正极。
所述的正极活性材料为NCM523/LMFP、NCM622/LMFP、NCM523、NCM622以及NCM111中的一种或两种以上的混合物；所述正极活性材料占正极材料的重量比为80～85％；
所述的导电剂为石墨烯，导电剂占正极材料的重量比为3～5％；
所述的粘结剂为聚偏氟乙烯(PVDF)，粘结剂占正极材料的重量比为10～17％。
所述的有机溶剂为N-甲基吡咯烷酮(NMP)；
所述的正极集流体为铝箔，所述铝箔的厚度为10～20μm。
本发明中，所述锂离子电池的制备过程中，老化的工序为本领域的常规使用方法，具体的，可以是在60℃的温度下搁置24h；
所述的密封操作是采用真空打钢珠的方式，具体的，密封时，锂离子电池内部的真空度为-0.06Mpa～-0.08Mpa。
按照本发明提供的锂离子电池的制备方法，锂离子电池的卷绕成型工艺，电解液注入工艺和封装成型工艺可以为本领域技术人员所公知的，本发明在此不做赘述。
以下通过具体的实施例对本发明提供的锂离子电池做出进一步的说明。
实施例1
一种锂离子电池的制备方法：
1、负极材料的制备：
(1.1)清洗硅基底，在硅基底清洗干净后，将硅基底置于沉积室中，在惰性气体的存在下，打开偏压电源，用惰性气体的等离子体对硅基底进行溅射清洗；
所述溅射清洗的工艺参数为，电源功率30kW；沉积室压强为2Pa，对基底施加的负偏压为-600V，所述偏压占空比为50％，溅射清洗的时间为10min；
以友威IN-LINE连续式溅镀机为溅镀设备，依次在硅基底上沉积一层氧化锡和镍金属；
具体的，在一号沉积室中，以氩气作为溅射气体，氩气的通入量为120ml/min，通入的反应性气体为氧气，通入量为50ml/min，溅镀电源的电压为385V，电流为3.5A，靶材为金属锡；在二号沉积室中，以氩气作为溅射气体，氩气的通入量为150ml/min，溅镀电源的电压为385V，电流为4.0A，靶材为金属镍；
(1.2)以甲烷为辅助气体，采用超音速火焰喷涂的方式将金刚石粉与铝粉的混合物喷涂到步骤(1.1)的硅基底表面，得到用于锂离子电池的负极材料；
所述超音速火焰喷涂的喷涂参数为，采用氧气作为助燃气，氢气作为燃气，氮气作为送粉气体；
所述氧气的压力为20bar，流量为600slpm，氢气的压力为7bar，流量为40slpm，辅助气体甲烷的压力为2bar，流量为8slpm，氮气的压力为6bar，流量为18slpm，送粉速度为30g/min，喷涂距离为250mm；
所述金刚石粉与铝粉的比例为8：1。
在镀膜的过程中，使用小块盖玻片遮盖住待镀硅基底的一角供镀膜时留下台阶仪，然后使用台阶仪(Alpha-Step D-500，KLA-Tencor制)测试得到膜层厚度；控制连续式溅镀机的行程马达频率，使得氧化锡的沉积厚度为3μm，镍金属的沉积厚度为0.8μm；
(2)配制锂离子电池电解液
将锂盐分多次缓慢的加入到有机溶剂中，轻晃使其逐渐溶解，然后加入稳定剂，缓慢搅拌后得到锂离子电池电解液；
其中，所述有机溶剂占电解液的重量比为86.4％，锂盐LiBF6占电解液的重量比为13.5％，稳定剂乙二胺四乙酸二钠占电解液的重量比为0.1％；
所述有机溶剂为碳酸二甲酯，碳酸二乙酯和碳酸亚乙烯酯按质量1:1:1混合均匀而成；
(3)锂离子电池正极的制备
(3.1)将正极活性材料NCM523/LMFP、石墨烯和聚偏氟乙烯在真空搅拌机中混合均匀，得到正极材料，所述正极材料包括82％的正极活性材料，4％的石墨烯，14％的聚偏氟乙烯；
(3.2)将正极材料和有机溶剂N-甲基吡咯烷酮混合均匀，得到正极合浆膏体，采用有机溶剂N-甲基吡咯烷酮调节正极合浆膏体的粘度至7000mPa·s，然后将正极合浆膏体涂覆于厚度为20μm的铝箔的一面，烘干，碾压，分条，制片，得到所述的锂离子电池正极；
(4)锂离子电池成型
将正极材料、负极材料和隔膜卷绕成型后注入电解液并封装成型，60℃的温度下搁置24h，然后采用真空打钢珠的方式进行密封，得到所述的锂离子电池。
实施例2
本实施例与实施例1中锂离子电池的制备方法基本相同，不同的是，所述的负极材料的制备中，控制连续式溅镀机的行程马达频率，使得氧化锡的沉积厚度为1μm，镍金属的沉积厚度为0.5μm。
实施例3
本实施例与实施例1中锂离子电池的制备方法基本相同，不同的是，所述的负极材料的制备中，控制连续式溅镀机的行程马达频率，使得氧化锡的沉积厚度为5μm，镍金属的沉积厚度为1μm。
实施例4
本实施例与实施例1中锂离子电池的制备方法基本相同，不同的是，所述的锂离子电池电解液中，有机溶剂占电解液的重量比为85％，锂盐LiBF6占电解液的重量比为14.8％，稳定剂乙二胺四乙酸二钠占电解液的重量比为0.2％；
所述有机溶剂为碳酸二甲酯，碳酸二乙酯和碳酸亚乙烯酯按质量1:1:1混合均匀而成。
实施例5
本实施例与实施例1中锂离子电池的制备方法基本相同，不同的是，所述的锂离子电池电解液中，有机溶剂占电解液的重量比为89.8％，锂盐LiBF6占电解液的重量比为10％，稳定剂乙二胺四乙酸二钠占电解液的重量比为0.2％；
所述有机溶剂为碳酸二甲酯，碳酸二乙酯和碳酸亚乙烯酯按质量1:1:1混合均匀而成；
对比例1
本实施例与实施例1中锂离子电池的制备方法基本相同，不同的是，所述的负极材料的制备中，控制连续式溅镀机的行程马达频率，使得氧化锡的沉积厚度为0.5μm，镍金属的沉积厚度为0.8μm。
对比例2
本实施例与实施例1中锂离子电池的制备方法基本相同，不同的是，所述的负极材料的制备中，控制连续式溅镀机的行程马达频率，使得氧化锡的沉积厚度为3μm，镍金属的沉积厚度为0.2μm。
对比例3
本实施例与实施例1中锂离子电池的制备方法基本相同，不同的是，所述的负极材料的制备中，在超音速火焰喷涂的过程中，取消甲烷气体的通入，其余不变，得到锂离子负极材料。
测试方法：
在25℃时，以恒压充电方式进行充电，限制电流为0.5C，终止电压为3.5V，以恒流放电方式进行放电，放电电流为0.5C，放电的截止电压为2.5V，循环200次，分别记录第一次放电容量C1，第200次放电容量C2，计算200次后的容量保持率，将测试结果记录到表1中。
表1：
Figure BDA0001691684860000091
Figure BDA0001691684860000101
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种锂离子电池的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)负极材料的制备
(1.1)清洗硅基底，分别以锡靶和镍靶为靶材，在硅基底上沉积一层氧化锡和镍金属；
(1.2)以甲烷为辅助气体，采用超音速火焰喷涂的方式将金刚石粉与铝粉的混合物喷涂到步骤(1.1)的硅基底表面，得到用于锂离子电池的负极材料；
(2)配制锂离子电池电解液
将锂盐分多次缓慢的加入到有机溶剂中，轻晃使其逐渐溶解，然后加入稳定剂，缓慢搅拌后得到锂离子电池电解液；
其中，所述有机溶剂占电解液的重量比为85～89.8％，锂盐占电解液的重量比为10～15％，稳定剂占电解液的重量比为0.05～0.2％；
(3)锂离子电池成型
将正极材料、负极材料和隔膜卷绕成型后注入电解液并封装成型，经老化、密封后得到所述的锂离子电池；
步骤(1.1)中，所述氧化锡的沉积厚度为1～5μm，所述镍金属的沉积厚度为0.5～1μm。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤(1.1)中，在硅基底清洗干净后，将硅基底置于沉积室中，在惰性气体的存在下，打开偏压电源，用惰性气体的等离子体对硅基底进行溅射清洗；
所述溅射清洗的工艺参数为，电源功率30kW；沉积室压强为2～5Pa，对基底施加的负偏压为-600V，所述偏压占空比为50％，溅射清洗的时间为10～20min。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1.2)中，所述超音速火焰喷涂的喷涂参数为，采用氧气作为助燃气，氢气作为燃气，氮气作为送粉气体；
所述氧气的压力为15～25bar，流量为400～900slpm，氢气的压力为6～8bar，流量为30～50slpm，辅助气体甲烷的压力为1～3bar，流量为5～10slpm，氮气的压力为4～8bar，流量为12～24slpm，送粉速度为10～50g/min，喷涂距离为200～300mm。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于：步骤(2) 中，所述的锂盐为LiBF6；
所述有机溶剂为碳酸二甲酯，碳酸二乙酯和碳酸亚乙烯酯按质量1:1:1混合均匀而成；
所述的稳定剂为乙二胺四乙酸二钠。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池的制备方法，其特征在于：所述的锂离子电池电解液包括有机溶剂86.4％，锂盐13.5％，稳定剂0.1％，上述百分含量为各原料占电解液的重量比。
6.一种如权利要求1～5任意一项所述的制备方法制备得到的锂离子电池。
CN201810594401.2A 2018-06-11 2018-06-11 一种锂离子电池及其制备方法 Active CN108520974B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810594401.2A CN108520974B (zh) 2018-06-11 2018-06-11 一种锂离子电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810594401.2A CN108520974B (zh) 2018-06-11 2018-06-11 一种锂离子电池及其制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108520974A CN108520974A (zh) 2018-09-11
CN108520974B true CN108520974B (zh) 2020-05-08

Family

ID=63428276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810594401.2A Active CN108520974B (zh) 2018-06-11 2018-06-11 一种锂离子电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108520974B (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103413968A (zh) * 2012-11-20 2013-11-27 浙江普耐德新能源科技有限公司 一种锂电池电解液及含有该电解液的锂电池
CN106654350A (zh) * 2015-07-14 2017-05-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 锂离子电池及其制备方法
CN105441857A (zh) * 2015-11-25 2016-03-30 广州有色金属研究院 一种锂电池极片轧辊机轧辊表面超音速火焰喷涂的方法
CN106684387A (zh) * 2016-12-20 2017-05-17 深圳先进技术研究院 一种含类金刚石薄膜层的锂离子电池负极及其制备方法和锂离子电池
CN106803570B (zh) * 2017-02-24 2019-06-25 温州大学 一种锂电池用SiCO-碳纳米管复合薄膜电极

Also Published As

Publication number Publication date
CN108520974A (zh) 2018-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111900388B (zh) 一种锌离子电池负极材料、其制备及应用
CN113629236B (zh) 一种复合金属锂负极及其制备方法和应用
Wen et al. A stable artificial protective layer for high capacity dendrite-free lithium metal anode
CN107565088B (zh) 一种金属锂二次电池负极的制备方法
CN108923037A (zh) 一种富硅SiOx-C材料及其制备方法和应用
KR20140058928A (ko) 비수계 고용량 리튬 이차전지
CN112635917A (zh) 一种用于碱金属基电池的高强度功能隔膜及制备方法和碱金属基电池
US20080026289A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
CN108987673B (zh) 一种含导电保护薄膜的锂负极及其制备方法和应用
CN111247672B (zh) 长寿命且超高能量密度的锂二次电池
CN108520974B (zh) 一种锂离子电池及其制备方法
CN114864888B (zh) 一种二氟草酸硼酸锂掺杂包覆SiO/C复合材料及其制备方法和应用
CN113745519B (zh) 一种具有人工sei膜的硅基负极材料及其制备方法和应用
CN108807898B (zh) 一种锂离子电池负极材料的制备方法
CN108807901B (zh) 锂离子电池用复合型负极材料
CN115224368A (zh) 固态电解质与锂负极一体化电池组件、锂固态电池及制备方法
KR102214227B1 (ko) 음극 활물질, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이온 이차전지
KR102559762B1 (ko) 전이금속 디칼코제나이드 층을 포함하는 무음극 리튬 금속 이차 전지 및 이의 제조방법
JP2023515589A (ja) 陽極片及びその調製方法、該極片を用いる電池及び電子装置
CN110581263A (zh) 二氧化锰改性锂硫电池金属锂负极的制备方法以及一种锂硫电池
CN114171713B (zh) 改性石墨负极及其制备方法
CN107845800B (zh) 一种用于锂电池的纳米氮化锡/硅负极材料及制备方法
KR102527633B1 (ko) 리튬 이차전지용 음극 활물질, 이의 제조방법 및 상기 음극 활물질을 포함하는 리튬 이차전지
CN117832465A (zh) 一种负极材料及其制备方法、负极和锂离子电池
CN117096423A (zh) 低温构筑石榴石基固态电解质表面界面层方法和应用及全固态锂金属电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20200413

Address after: Qingting Town, Woyang County, Bozhou City, Anhui Province

Applicant after: ANHUI SHENNENG BATTERY TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 526299 No. 537, South times Commercial Plaza, Sihui Road, Dongcheng District, Sihui City, Zhaoqing, Guangdong (two floor)

Applicant before: SIHUI HENGXING INTELLIGENT TECHNOLOGY Co.,Ltd.

TA01 Transfer of patent application right
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant