CN108550820A - 用于锂离子电池正极材料的复合材料及其制备方法 - Google Patents

用于锂离子电池正极材料的复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108550820A
CN108550820A CN201810371003.4A CN201810371003A CN108550820A CN 108550820 A CN108550820 A CN 108550820A CN 201810371003 A CN201810371003 A CN 201810371003A CN 108550820 A CN108550820 A CN 108550820A
Authority
CN
China
Prior art keywords
preparation
lithium
weight
parts
ion batteries
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.)
Withdrawn
Application number
CN201810371003.4A
Other languages
English (en)
Inventor
高博
王伟
周衡
郭文波
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.)
WUHU ZHEXIN NEW ENERGY CO Ltd
Original Assignee
WUHU ZHEXIN NEW ENERGY 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 WUHU ZHEXIN NEW ENERGY CO Ltd filed Critical WUHU ZHEXIN NEW ENERGY CO Ltd
Priority to CN201810371003.4A priority Critical patent/CN108550820A/zh
Publication of CN108550820A publication Critical patent/CN108550820A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/364—Composites as mixtures
    • 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
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • 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
    • H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • 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
    • H01M2004/026—Electrodes composed of, or comprising, active material characterised by the polarity
    • H01M2004/028—Positive electrodes
    • 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

Landscapes

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

Abstract

本发明公开了一种用于锂离子电池正极材料的复合材料及其制备方法，其中，所述制备方法包括：1)在氩气存在的条件下，将碳纳米颗粒、石墨烯、乙炔黑和升华硫混合后置于温度为150‑180℃的条件下反应，制得雏体；2)将步骤1)中制得的雏体和纳米氧化锌混合，制得用于锂离子电池正极材料的复合材料。本发明将碳纳米颗粒、石墨烯、乙炔黑和升华硫混合置于温度为150‑180℃的条件下反应，使得硫较为均匀地分散在碳纳米颗粒、石墨烯、乙炔黑中，有效抑制中间产物多硫化物在电解液中的溶解，使得其在多次充放电后能有效保持稳定的结构，进而具有更好的循环性能。

Description

用于锂离子电池正极材料的复合材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池正极材料领域，具体地，涉及用于锂离子电池正极材料的复合材料及其制备方法。
背景技术
随着科技的不断进步和人们生活水平的不断提高，对于能源的需求也越来越高，而锂离子电池作为一种具有优异的使用性能的储能设备，其在便携式设备、计算机和电信通信方面具有广泛的应用。
而常规的锂离子电池在多次使用后，其电容量会有明显的降低，导致其充放电性能会有着明显的下降。
因此，提供一种能够在多次使用后依然具有良好的充放电性能及循环使用性能，延长其使用寿命的用于锂离子电池正极材料的复合材料及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中常规的锂离子电池在多次使用后，其电容量会有明显的降低，导致其充放电性能会有着明显的下降等问题，从而提供一种能够在多次使用后依然具有良好的充放电性能及循环使用性能，延长其使用寿命的用于锂离子电池正极材料的复合材料及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于锂离子电池正极材料的复合材料的制备方法，其中，所述制备方法包括：
1)在氩气存在的条件下，将碳纳米颗粒、石墨烯、乙炔黑和升华硫混合后置于温度为150-180℃的条件下反应，制得雏体；
2)将步骤1)中制得的雏体和纳米氧化锌混合，制得用于锂离子电池正极材料的复合材料。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的用于锂离子电池正极材料的复合材料。
通过上述技术方案，本发明将碳纳米颗粒、石墨烯、乙炔黑和升华硫混合置于温度为150-180℃的条件下反应，使得硫较为均匀地分散在碳纳米颗粒、石墨烯、乙炔黑中，有效抑制中间产物多硫化物在电解液中的溶解，使得其在多次充放电后能有效保持稳定的结构，进而具有更好的循环性能。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种用于锂离子电池正极材料的复合材料的制备方法，其中，所述制备方法包括：
1)在氩气存在的条件下，将碳纳米颗粒、石墨烯、乙炔黑和升华硫混合后置于温度为150-180℃的条件下反应，制得雏体；
2)将步骤1)中制得的雏体和纳米氧化锌混合，制得用于锂离子电池正极材料的复合材料。
本发明将碳纳米颗粒、石墨烯、乙炔黑和升华硫混合置于温度为150-180℃的条件下反应，使得硫较为均匀地分散在碳纳米颗粒、石墨烯、乙炔黑中，有效抑制中间产物多硫化物在电解液中的溶解，使得其在多次充放电后能有效保持稳定的结构，进而具有更好的循环性能。
上述原料的用量可以在宽的范围内选择，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，步骤1)中，相对于10重量份的所述碳纳米颗粒，所述石墨烯的用量为10-20重量份，所述乙炔黑的用量为5-15重量份，所述升华硫的用量为10-20重量份。
一种更为优选的实施方式中，步骤1)中，反应过程包括升温过程和恒温过程。
在本发明的一种更为优选的实施方式中，升温过程的升温速率进行进一步的限定，例如，升温过程的升温速率为3-10℃/min。
恒温过程的反应时间可以在宽的范围内选择，当然，在本发明的一种优选的实施方式中，恒温过程的反应时间为6-12h。
一种更为优选的实施方式中，步骤2)中，相对于100重量份的所述雏体，所述纳米氧化锌的用量为5-10重量份。
在本发明的一种优选的实施方式中，步骤1)中为置于氩气气体保护的条件下密闭反应。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的用于锂离子电池正极材料的复合材料。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
1)在氩气气体保护的条件下，将10重量份的碳纳米颗粒、10重量份的石墨烯、5重量份的乙炔黑和10重量份的升华硫混合后以3℃/min的升温速率升温至150℃后恒温密闭反应6h，制得雏体；
2)将100重量份的步骤1)中制得的雏体和5重量份的纳米氧化锌混合，制得用于锂离子电池正极材料的复合材料A1。
实施例2
1)在氩气气体保护的条件下，将10重量份的碳纳米颗粒、20重量份的石墨烯、15重量份的乙炔黑和20重量份的升华硫混合后以10℃/min的升温速率升温至180℃后恒温密闭反应12h，制得雏体；
2)将100重量份的步骤1)中制得的雏体和10重量份的纳米氧化锌混合，制得用于锂离子电池正极材料的复合材料A2。
实施例3
1)在氩气气体保护的条件下，将10重量份的碳纳米颗粒、15重量份的石墨烯、10重量份的乙炔黑和15重量份的升华硫混合后以7℃/min的升温速率升温至160℃后恒温密闭反应9h，制得雏体；
2)将100重量份的步骤1)中制得的雏体和8重量份的纳米氧化锌混合，制得用于锂离子电池正极材料的复合材料A3。
实施例4
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，所述石墨烯的用量为5重量份，所述乙炔黑的用量为2重量份，所述升华硫的用量为5重量份，制得用于锂离子电池正极材料的复合材料A4。
实施例5
按照实施例2的制备方法进行制备，不同的是，步骤1)中不经过升温过程，直接恒温反应，制得用于锂离子电池正极材料的复合材料A5。
对比例1
按照实施例3的制备方法进行制备，不同的是，不加入碳纳米颗粒和升华硫，制得用于锂离子电池正极材料的复合材料D1。
对比例2
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，不经过步骤2)，直接制得雏体即为用于锂离子电池正极材料的复合材料D2。
测试例
将上述制得的A1-A5、D1和D2各自与LiTi2(PO4)3、导电剂、粘结剂按照1:8:1:1的比例均匀混合，然后采用压片机将其压成片，再用冲孔的方式制成直径为6mm的薄片，得到的薄片在100℃条件下真空干燥12小时，制得电极片；以1mol/L的LIPF6为电解液，聚丙烯微孔膜(Celgard2400)为隔膜，金属锂片为参比电极，在充满氢气的手套箱中将材料制成CR2032型扣式电池。在25℃条件下，利用武汉蓝电公司的Land-CT2001A电池测试系统对扣式电池进行恒流充放电测试，测试电压范围为2.5V～4.6V。检测其在0.5C条件下的放电容量，而后将其循环100次后，检测其放电容量，得到的结果如表1所示。
表1
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (8)

1.一种用于锂离子电池正极材料的复合材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
1)在氩气存在的条件下，将碳纳米颗粒、石墨烯、乙炔黑和升华硫混合后置于温度为150-180℃的条件下反应，制得雏体；
2)将步骤1)中制得的雏体和纳米氧化锌混合，制得用于锂离子电池正极材料的复合材料。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤1)中，相对于10重量份的所述碳纳米颗粒，所述石墨烯的用量为10-20重量份，所述乙炔黑的用量为5-15重量份，所述升华硫的用量为10-20重量份。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤1)中，反应过程包括升温过程和恒温过程。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其中，升温过程的升温速率为3-10℃/min。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其中，恒温过程的反应时间为6-12h。
6.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤2)中，相对于100重量份的所述雏体，所述纳米氧化锌的用量为5-10重量份。
7.根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤1)中为置于氩气气体保护的条件下密闭反应。
8.一种根据权利要求1-7中任意一项所述的制备方法制得的用于锂离子电池正极材料的复合材料。
CN201810371003.4A 2018-04-24 2018-04-24 用于锂离子电池正极材料的复合材料及其制备方法 Withdrawn CN108550820A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810371003.4A CN108550820A (zh) 2018-04-24 2018-04-24 用于锂离子电池正极材料的复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810371003.4A CN108550820A (zh) 2018-04-24 2018-04-24 用于锂离子电池正极材料的复合材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108550820A true CN108550820A (zh) 2018-09-18

Family

ID=63512140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810371003.4A Withdrawn CN108550820A (zh) 2018-04-24 2018-04-24 用于锂离子电池正极材料的复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108550820A (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108172903B (zh) 电解液、钠离子二次电池及其制备方法
US20180145324A1 (en) Lithium ion battery and positive electrode material thereof
CN110838573A (zh) 一种锂离子储能器件补锂浆料及其制备方法和应用
CN102610790B (zh) 锂离子二次电池及其正极片
CN106299282B (zh) 一种氮掺杂碳纳米管硫复合材料及制备方法
CN103682304A (zh) 一种富锂固溶体正极复合材料及其制备方法、锂离子电池正极片和锂离子电池
CN109273760A (zh) 一种带有固态电解质层的锂离子电池电极片及涂布方法
CN108539196A (zh) 一种高性能硫基复合正极材料及其制备方法
CN103050694A (zh) 一种正极活性材料及其制备方法、电池
CN110247018A (zh) 一种电池极片及其制备方法和二次电池
CN106981681A (zh) 一种长循环中倍率三元系动力锂离子电池及制备方法
CN103825001A (zh) 安全性高的锂离子二次电池用正极材料、制法和电池应用
JP2002329495A (ja) リチウム二次電池とその製造方法
CN103187556A (zh) 锂离子电池及其负极材料、制备方法
CN105702956A (zh) 一种钠离子电池负极材料及其制备方法
CN105609869A (zh) 基于高镍三元材料的高比能量高安全性锂离子动力电池
CN113659143A (zh) 钠离子电池负极材料的制备方法及负极材料，钠离子电池
CN108390113A (zh) 一种高安全锂离子动力电池
CN108695553B (zh) 一种全固态钠二次电池电解质、其制备方法及其应用
Wang et al. Effects of 3-fluoroanisol as an electrolyte additive on enhancing the overcharge endurance and thermal stability of lithium-ion batteries
CN103456927B (zh) 含氧钒钛基贮氢电极合金及其制备方法
CN104078678A (zh) 一种硫碳导电聚合物正极及使用这种正极的二次铝电池
CN103490061A (zh) 锂镍钴正极材料粉体
CN106532031B (zh) 一种Li4Ti5O12负极材料及其制成的钛酸锂电池
CN115954455A (zh) 石墨复合负极材料及其制备方法以及负极极片和锂电池

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
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20180918

WW01 Invention patent application withdrawn after publication