CN108565424B - 一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法 - Google Patents

一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108565424B
CN108565424B CN201810329451.8A CN201810329451A CN108565424B CN 108565424 B CN108565424 B CN 108565424B CN 201810329451 A CN201810329451 A CN 201810329451A CN 108565424 B CN108565424 B CN 108565424B
Authority
CN
China
Prior art keywords
parts
weight
based composites
manganese
manganese based
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201810329451.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108565424A (zh
Inventor
李秋红
房方方
李云奎
刘浩
袁灵灵
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to CN201810329451.8A priority Critical patent/CN108565424B/zh
Publication of CN108565424A publication Critical patent/CN108565424A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108565424B publication Critical patent/CN108565424B/zh
Expired - Fee Related 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
    • 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
    • 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
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • 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
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • 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
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • 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)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明具体涉及一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法，包括如下步骤：将10‑20重量份的氯化锰、10‑20重量份的硫酸锰、0.01‑0.05重量份的六氟‑2,4‑乙酰丙酮钕二水合物、0.01‑0.05重量份的8‑羟基喹啉铝、80‑160重量份的碳酸氢钾、40‑80重量份的对苯二甲酸等助剂,依次加入到160‑320重量份的蒸馏水中，在室温下按照80‑120转/分钟的速率搅拌4‑6小时，得到所述锰基复合材料。

Description

一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法
技术领域
本发明属于电极材料技术领域；具体涉及一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法。
背景技术
锂离子电池由于其容量高、循环寿命长、安全性能好等优点使其在电动汽车领域拥有广阔的应用前景，已成为近几年广为关注的研究热点。而电极材料是锂离子电池的重要组成部分，历来是人们研发的重点，电极材料的好坏决定了最终锂离子电池的性能和价格。
CN107195891A涉及一种锂电池负极材料的制备方法，属于导电材料技术领域。包括如下步骤：（1）Fe2O3的制备；（2）石墨烯的制备；（3）负极材料的制备：将步骤（1）的Fe2O3、步骤（2）的氧化石墨烯加入到适量的蒸馏水中配成浆料、抽滤、烘干，然后在马弗炉中进行热处理；（4）电池装配：将步骤（3）的材料与导电炭黑混合，加入粘接剂、制备浆料、经过涂布或压片工序做成电极片，以该极片作为电池的一极，另一极以金属锂片或钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸亚铁锂为极片，装上隔膜和电解液，封口得到电池。将发明应用于锂电池加工，具有充放电稳定、循环性能好等优点。
CN106972166A涉及一种锂离子电池负极材料及其制备方法，属于锂电池制备领域。鉴于现有技术中锂电池负极材料的循环性能不佳以及寿命较短的技术不足，本发明提供一种锂离子电池负极材料及其制备方法。本发明所述的锂离子电池负极材料由硅酸铁锰、氯化锡、红磷以及石墨烯等原料制备得到，所制备得到的锂离子电池负极材料储锂性能优异，其电子导电率高从而使得其循环性能相对于现有的锂离子电池具有显著的提高，适合在锂电池制造领域推广应用。
CN106898757A公开了一种基于石墨烯的锂电池复合正极材料，由以下按照重量份的原料制成：碳酸钴75~79份、硫酸镍92~97份、醋酸锰60~65份、草酸锂104~108份、柠檬酸6~10份、石墨烯13~18份、碳酰胺2~5份、纳米硅粉5~8份。本发明还公开了所述基于石墨烯的锂电池复合正极材料的制备方法。本发明制备的基于石墨烯的锂电池复合正极材料，具有较高的放电比容量和良好的循环稳定性，有广阔的市场前景。
以上发明专利提供的方法，制得的电极材料耐腐蚀性较差，从而使得电极材料的寿命较短，无疑限制了电极材料在汽车领域的应用。
发明内容
为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法。
本发明所用的技术方案为：
所述锰基复合材料按照如下方法进行制备：
将10-20重量份的氯化锰、10-20重量份的硫酸锰、0.01-0.05重量份的六氟-2,4-乙酰丙酮钕二水合物、0.01-0.05重量份的8-羟基喹啉铝、80-160重量份的碳酸氢钾、0.01-0.05重量份的妥尔油烃基苄基羟乙基咪唑啉氮翁氯化物、0.01-0.05重量份的聚氧异亚丁基/亚甲基脲共聚物、40-80重量份的对苯二甲酸依次加入到160-320重量份的蒸馏水中，在室温下按照80-120转/分钟的速率搅拌4-6小时，然后进行过滤，收集滤饼，并采用去离子水对滤饼冲洗3-5次，然后将冲洗后的滤饼置于30-40℃下干燥，即得到所述锰基复合材料。
进一步的, 使用所述锰基复合材料用于制备电动汽车用电极新材料的方法，包括如下步骤：
（1）将30-90重量份的环氧树脂、30-90重量份的热塑性聚苯醚树脂、15-40重量份的沥青、20-35重量份的木质素加入到100-255重量份的有机溶剂中，并混合均匀，配制成胶液；
（2）将100-250重量份的碳粉、90-130重量份的锰基复合材料、100-200重量份的钛白粉和50-80重量份的碳化硅分2-4次加入到195-510重量份的胶液中，并混合均匀，得到混合料；
（3）将混合料进行干燥，然后将干燥后的混合料置于160-230℃、0.5-15MPa的条件下进行热压固化，得到固化复合板；
（4）将所述固化复合板在500-1200℃、5-10MPa并且气体保护的条件下进行炭化，得到所述电极新材料。
所述气体为氮气或氩气。
所述干燥的温度为50-80℃，干燥的时间为0.5-1.0h。
所述有机溶剂为丙酮、三氯甲烷、氯仿中的任一种。
本发明和现有技术相比所具有的优点是：利用该方法制得的电极材料具有较优异的耐腐蚀性，经检测，在体积浓度45%的硫酸中、50℃下浸泡7天后无厚度和机械强度变化，可以作为各类电动汽车用电极的电极材料。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法，包括如下步骤：
将15重量份的氯化锰、15重量份的硫酸锰、0.02重量份的六氟-2,4-乙酰丙酮钕二水合物、0.03重量份的8-羟基喹啉铝、120重量份的碳酸氢钾、0.03重量份的妥尔油烃基苄基羟乙基咪唑啉氮翁氯化物、0.03重量份的聚氧异亚丁基/亚甲基脲共聚物、60重量份的对苯二甲酸依次加入到240重量份的蒸馏水中，在室温下按照100转/分钟的速率搅拌5小时，然后进行过滤，收集滤饼，并采用去离子水对滤饼冲洗4次，然后将冲洗后的滤饼置于35℃下干燥，即得到所述锰基复合材料；
进一步的, 使用所述锰基复合材料用于制备电动汽车用电极新材料的方法，包括如下步骤：
（1）将60重量份的环氧树脂、60重量份的热塑性聚苯醚树脂、30重量份的沥青、30重量份的木质素加入到200重量份的丙酮中，并混合均匀，配制成胶液；
（2）将180重量份的碳粉、110重量份的锰基复合材料、150重量份的钛白粉和65重量份的碳化硅分3次加入到380重量份的胶液中，并混合均匀，得到混合料；其中，所述锰基复合材料按照如下方法进行制备：
（3）将混合料进行干燥，所述干燥的温度为65℃，干燥的时间为0.8h，然后将干燥后的混合料置于200℃、8MPa的条件下进行热压固化，得到固化复合板；
（4）将所述固化复合板在800℃、7MPa并且氮气保护的条件下进行炭化，得到所述电极新材料。
实施例2
一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法，包括如下步骤：
将10重量份的氯化锰、10重量份的硫酸锰、0.01重量份的六氟-2,4-乙酰丙酮钕二水合物、0.01重量份的8-羟基喹啉铝、80重量份的碳酸氢钾、0.01重量份的妥尔油烃基苄基羟乙基咪唑啉氮翁氯化物、0.01重量份的聚氧异亚丁基/亚甲基脲共聚物、40重量份的对苯二甲酸依次加入到160重量份的蒸馏水中，在室温下按照80转/分钟的速率搅拌4小时，然后进行过滤，收集滤饼，并采用去离子水对滤饼冲洗3次，然后将冲洗后的滤饼置于30℃下干燥，即得到所述锰基复合材料；
进一步的, 使用所述锰基复合材料用于制备电动汽车用电极新材料的方法，包括如下步骤：
（1）将30重量份的环氧树脂、30重量份的热塑性聚苯醚树脂、15重量份的沥青、20重量份的木质素加入到100重量份的三氯甲烷中，并混合均匀，配制成胶液；
（2）将100重量份的碳粉、90重量份的锰基复合材料、100重量份的钛白粉和50重量份的碳化硅分2次加入到195重量份的胶液中，并混合均匀，得到混合料；其中，所述锰基复合材料按照如下方法进行制备：
（3）将混合料进行干燥，所述干燥的温度为50℃，干燥的时间为0.5h，然后将干燥后的混合料置于160℃、0.5MPa的条件下进行热压固化，得到固化复合板；
（4）将所述固化复合板在500℃、5MPa并且氩气保护的条件下进行炭化，得到所述电极新材料。
实施例3
一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法，包括如下步骤：
将20重量份的氯化锰、20重量份的硫酸锰、0.05重量份的六氟-2,4-乙酰丙酮钕二水合物、0.05重量份的8-羟基喹啉铝、160重量份的碳酸氢钾、0.05重量份的妥尔油烃基苄基羟乙基咪唑啉氮翁氯化物、0.05重量份的聚氧异亚丁基/亚甲基脲共聚物、80重量份的对苯二甲酸、依次加入到320重量份的蒸馏水中，在室温下按照120转/分钟的速率搅拌6小时，然后进行过滤，收集滤饼，并采用去离子水对滤饼冲洗5次，然后将冲洗后的滤饼置于40℃下干燥，即得到所述锰基复合材料；
进一步的, 使用所述锰基复合材料用于制备电动汽车用电极新材料的方法，包括如下步骤：
（1）将90重量份的环氧树脂、90重量份的热塑性聚苯醚树脂、40重量份的沥青、35重量份的木质素加入到255重量份的氯仿中，并混合均匀，配制成胶液；
（2）将250重量份的碳粉、130重量份的锰基复合材料、200重量份的钛白粉和80重量份的碳化硅分4次加入到510重量份的胶液中，并混合均匀，得到混合料；其中，所述锰基复合材料按照如下方法进行制备：
（3）将混合料进行干燥，所述干燥的温度为80℃，干燥的时间为1h，然后将干燥后的混合料置于230℃、15MPa的条件下进行热压固化，得到固化复合板；
（4）将所述固化复合板在1200℃、10MPa并且氮气保护的条件下进行炭化，得到所述电极新材料。
对比例1
不加锰基复合材料，其它同实施例1。
对比例2
不加8-羟基喹啉铝，其它同实施例1。
对比例3
不加六氟-2,4-乙酰丙酮钕二水合物，其它同实施例1。
对比例4
不加妥尔油烃基苄基羟乙基咪唑啉氮翁氯化物，其它同实施例1。
对比例5
不加聚氧异亚丁基/亚甲基脲共聚物，其它同实施例1。
表：不同工艺制得的电极材料制成的电极在体积浓度45%的硫酸中、50℃下浸泡7天后的厚度和机械强度变化。

Claims (3)

1.一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法，其特征在于：所述锰基复合材料按照如下方法进行制备：
将10-20重量份的氯化锰、10-20重量份的硫酸锰、0.01-0.05重量份的六氟-2,4-乙酰丙酮钕二水合物、0.01-0.05重量份的8-羟基喹啉铝、80-160重量份的碳酸氢钾、0.01-0.05重量份的妥尔油烃基苄基羟乙基咪唑啉氮翁氯化物、0.01-0.05重量份的聚氧异亚丁基/亚甲基脲共聚物、40-80重量份的对苯二甲酸依次加入到160-320重量份的蒸馏水中，在室温下按照80-120转/分钟的速率搅拌4-6小时，然后进行过滤，收集滤饼，并采用去离子水对滤饼冲洗3-5次，然后将冲洗后的滤饼置于30-40℃下干燥，即得到所述锰基复合材料；
使用所述锰基复合材料用于制备电动汽车用电极材料的方法，包括如下步骤：
（1）将30-90重量份的环氧树脂、30-90重量份的热塑性聚苯醚树脂、15-40重量份的沥青、20-35重量份的木质素加入到100-255重量份的有机溶剂中，并混合均匀，配制成胶液；
（2）将100-250重量份的碳粉、90-130重量份的锰基复合材料、100-200重量份的钛白粉和50-80重量份的碳化硅分2-4次加入到195-510重量份的胶液中，并混合均匀，得到混合料；
（3）将混合料进行干燥，然后将干燥后的混合料置于160-230℃、0.5-15MPa的条件下进行热压固化，得到固化复合板；
（4）将所述固化复合板在500-1200℃、5-10MPa并且气体保护的条件下进行炭化，得到所述电极材料。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法，其特征在于：步骤3的干燥的温度为50-80℃，干燥的时间为0.5-1.0h。
3.根据权利要求1所述的一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法，其特征在于：步骤1有机溶剂为丙酮、三氯甲烷、氯仿中的任一种。
CN201810329451.8A 2018-04-13 2018-04-13 一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法 Expired - Fee Related CN108565424B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810329451.8A CN108565424B (zh) 2018-04-13 2018-04-13 一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810329451.8A CN108565424B (zh) 2018-04-13 2018-04-13 一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108565424A CN108565424A (zh) 2018-09-21
CN108565424B true CN108565424B (zh) 2019-03-08

Family

ID=63534915

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810329451.8A Expired - Fee Related CN108565424B (zh) 2018-04-13 2018-04-13 一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108565424B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101944597A (zh) * 2010-08-26 2011-01-12 合肥工业大学 一种炭气凝胶包覆LiMnPO4/C的制备方法
CN102208644A (zh) * 2011-04-28 2011-10-05 侯春平 用作锂离子电池正极材料的复合磷酸锰锂及其制备方法和锂离子电池
CN107195899A (zh) * 2017-04-21 2017-09-22 昆明理工大学 一种锂离子电池正极材料包覆改性的方法
JP2018026497A (ja) * 2016-08-12 2018-02-15 株式会社豊田中央研究所 蓄電デバイスの製造方法および蓄電デバイスのプレドープ方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101944597A (zh) * 2010-08-26 2011-01-12 合肥工业大学 一种炭气凝胶包覆LiMnPO4/C的制备方法
CN102208644A (zh) * 2011-04-28 2011-10-05 侯春平 用作锂离子电池正极材料的复合磷酸锰锂及其制备方法和锂离子电池
JP2018026497A (ja) * 2016-08-12 2018-02-15 株式会社豊田中央研究所 蓄電デバイスの製造方法および蓄電デバイスのプレドープ方法
CN107195899A (zh) * 2017-04-21 2017-09-22 昆明理工大学 一种锂离子电池正极材料包覆改性的方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108565424A (zh) 2018-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103117414B (zh) 一种负极钛酸锂电池用电解液、锂离子电池及其制备方法
CN105024054B (zh) 一种聚合物/空心硫复合电极材料的制备方法
CN103456939B (zh) 利用偏钛酸制备锂离子电池负极材料碳包覆钛酸锂的方法
CN103236519B (zh) 一种锂离子电池用多孔碳基单块复合材料及制备方法
CN110492092B (zh) 一种锌锰电池及其制备方法
CN107123810B (zh) 一种基于磷化镍骨架结构复合材料的制备方法及其应用
CN105140471A (zh) 一种MoS2/C锂离子电池负极复合材料及其制备方法
CN104835966B (zh) 一种锂硫电池正极材料及其制备方法
CN109065875A (zh) 一种包覆超细粉体的三元正极材料的制备方法
CN105406041B (zh) 一种中空氧化钛复合材料、制备方法和应用
CN108565424B (zh) 一种电动汽车用锰基复合材料的生产方法
CN105375029A (zh) 一种三元硅酸盐复合正极材料及其制备方法
CN108242531A (zh) 一种锂电正极极片及其制备方法
CN105428599B (zh) 一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板的生产方法
CN110957467B (zh) 一种溴离子电池
CN112751140B (zh) 一种提高锂离子电池电解液保液量和安全性能的隔膜功能涂层材料
CN105449176B (zh) 一种改性活性炭的长寿命铅炭电池极板
CN116632176A (zh) 一种正极极片及其制备方法、锂电池
CN106328953A (zh) 一种集流体及制备方法
CN111285408A (zh) 一种制备锂离子动力电池氧化铁负极材料的方法
CN102709528A (zh) 铅酸蓄电池正极板制备方法
CN106058194B (zh) 镶嵌状聚苯胺/H2Ti12O25纳米片复合材料及其制备方法
CN111864186B (zh) 三维多孔金属锂阳极的制备方法
CN110739454B (zh) 一种负极材料及其制备方法
CN106531968A (zh) 一种锂离子电池负极用还原石墨烯氧化物/TiO2‑B复合材料的制备方法

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
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190308

Termination date: 20200413