CN108987701B - 一种高稳定性的锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高稳定性的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述负极包括负极活性材料、导电剂和粘结剂，其特征在于，所述负极活性材料为MnxZn1‑xO‑PTA，其中0.1≤x≤0.5；本发明将锰源和锌源同时与对苯二甲酸配体进行反应，生成锌掺杂的Mn(PTA)n，将前驱体A在水蒸气中进行热处理，得到MnxZn1‑xO‑PTA材料，它是以二氧化锰和二氧化锌为活性中心的金属氧化物有机骨架，这种结构能够降低二氧化锰在充放电的过程中的体积变化，从而提高材料稳定性，降低材料的内阻，达到延长二氧化锰电极材料的循环寿命和提高倍率放电的性能。

Description

一种高稳定性的锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高稳定性的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具有开路电压高、能量密度大、使用寿命长、无记忆效果、少污染以及自放电率小等优点，它在总体性能上优于其它传统二次电池，一致被认为是各种便携式电子设备及电动汽车用最为理想的电源。传统锂离子电池负极材料石墨虽然循环稳定性好以及性价比较高，但是由于其充放电比容量较低，体积比容量更是没有优势，难以满足动力系统特别是电动车及混合电动车对电池高容量化的要求。因此开发具有高比容量、高充放电效率、长循环寿命的新型锂离子电池负极材料极具迫切性。
目前，国内外已从负极材料出发开展大量研究。过渡金属氧化物由于其供选择的种类众多且体积效应较小，已成为研究热点之一。相对于其他过渡金属氧化物的负极材料，二氧化锰的优势主要在于：(1)具有较高的理论比容量(1232mAh/g)。该容量不仅远高于目前商用碳材料的理论比容量(372mAh/g)，而且也优于其他许多过渡金属氧化物的理论比容量(如:Fe2O3，1007mAh/g；Fe3O4，924mAh/g；Co3O4，890mAh/g；CuO，673mAh/g等)。(2)二氧化锰具有较低的放电平台(约0.40V)。该电压明显低于其他过渡金属氧化物负极材料的电压平台(如Fe2O3，0.7-0.9V；Co3O4，约0.6V；CuO，约0.9V)。(3)二氧化锰具有多样的晶体结构可供选择(如α相，β相，γ相等)。(4)二氧化锰还具有丰富的自然储量、低廉的价格、环境污染较小等许多优点。二氧化锰较高的理论比容量将为开发大容量的锂电负极材料提供可能。作为负极材料，较低的放电平台将有助于提高电池整体的电压和功率；多样化的晶体结构单元组装方式将有利于理解电极材料的结构与性能之间的关联，这些都使得二氧化锰在锂离子电池负极材料应用上具有巨大的潜力。
但是，二氧化锰作为锂离子电池的负极材料，也面临着与其他过渡金属氧化物负极材料相类似的问题。二氧化锰在充放电的过程中，容易发生显著的体积变化，导致电极材料粉化，彼此之间连接减少，体系电阻增加；或者从集流体表面脱落，造成活性物质损失，从而影响二氧化锰负极材料的使用寿命。
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高稳定性的锂离子电池。
本发明提供一种高稳定性的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述负极包括负极活性材料、导电剂和粘结剂，其特征在于，所述负极活性材料为Mn1-xZnxO2-PTA，其中0.1≤x≤0.5。
优选条件下，所述Mn1-xZnxO2-PTA的制备方法包括以下步骤：
(1)将锰源和锌源在有机溶剂中混合均匀，然后加入对苯二甲酸，混合均匀后，在120～180℃下密封反应3～8h，得到前驱体A；
(2)将前驱体A在水蒸气氛围中在180～250℃下进行热处理，即得到锂电池负极活性材料Mn1-xZnxO2-PTA。
优选条件下，所述锰源与所述锌源的摩尔比为(1～5):1。
优选条件下，所述有机溶剂选自甲醇、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、石油醚、二甲基亚砜的至少一种。
优选条件下，在步骤(2)中，所述热处理的时间为1～5h。
优选条件下，所述导电剂选自乙炔黑、导电炭黑和石墨烯中的至少一种。
优选条件下，所述电解液中的溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯；
其中，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯的质量比为1:(0.8～1.2):(0.8～1.2)。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明中将锰源和锌源同时与对苯二甲酸(PTA)配体进行反应，生成锌掺杂的Mn(PTA)n，即前驱体A，将前驱体A在水蒸气中进行热处理，能够使前驱体A分子结构中的锰和锌氧化成二氧化锰和二氧化锌，即得到Mn1-xZnxO2-PTA材料，它是以二氧化锰和二氧化锌为活性中心的金属氧化物有机骨架，这种结构能够降低二氧化锰在充放电的过程中的体积变化，从而提高材料稳定性，降低材料的内阻，达到延长二氧化锰电极材料的循环寿命和提高倍率放电的性能。通过在反应过程中加入少量的锌元素，致使在产物中生成二氧化锌与二氧化锰的复合氧化，该复合氧化物相对于二氧化锰具有更好的导电性，从而降低了负极材料的内阻，提高了电子传输的效率。
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。
本发明提供一种高稳定性的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述负极包括负极活性材料、导电剂和粘结剂，其特征在于，所述负极活性材料为Mn1-xZnxO2-PTA，其中0.1≤x≤0.5。
优选条件下，所述Mn1-xZnxO2-PTA的制备方法包括以下步骤：
(1)将锰源和锌源在有机溶剂中混合均匀，然后加入对苯二甲酸，混合均匀后，在120～180℃下密封反应3～8h，得到前驱体A；
(2)将前驱体A在水蒸气氛围中在180～250℃下进行热处理，即得到锂电池负极活性材料Mn1-xZnxO2-PTA。
本发明中将锰源和锌源同时与对苯二甲酸(PTA)配体进行反应，生成锌掺杂的Mn(PTA)n，即前驱体A，将前驱体A在水蒸气中进行热处理，能够使前驱体A分子结构中的锰和锌氧化成二氧化锰和二氧化锌，即得到Mn1-xZnxO2-PTA材料，它是以二氧化锰和二氧化锌为活性中心的金属氧化物有机骨架，这种结构能够降低二氧化锰在充放电的过程中的体积变化，从而提高材料稳定性，降低材料的内阻，达到延长二氧化锰电极材料的循环寿命和提高倍率放电的性能。通过在反应过程中加入少量的锌元素，致使在产物中生成二氧化锌与二氧化锰的复合氧化，该复合氧化物相对于二氧化锰具有更好的导电性，从而降低了负极材料的内阻，提高了电子传输的效率。
本发明中采用的锰源最好为可溶性锰盐，优选条件下，所述锰源选自氯化锰、硝酸锰、硫酸锰、醋酸锰中的至少一种。
本发明采用的锌盐最好为可溶性锌盐，优选条件下，所述锌源选自氯化锌、硝酸锌、硫酸锌、醋酸锌中的至少一种。
通过锌和锰的复合，能够提高负极材料的导电性，降低材料的内阻和提高电子传输的效率，优选条件下，所述锰源与所述锌源的摩尔比为(1～5)：1。
根据本发明，本发明中，所述有机溶剂选自甲醇、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、石油醚、二甲基亚砜的至少一种。
通过将前驱体A在水蒸气中进行热处理，能够使前驱体A分子结构中的锰和锌与高温水蒸气反应，氧化生成二氧化锰和二氧化锌，即得到Mn1-xZnxO2-PTA材料，且不会氧化有机骨架，优选条件下，在步骤(2)中，所述热处理的时间为1～5h。更优选的，所述步骤(2)的具体工艺为：将前驱体A与水共同加入管式炉中，接着通入氮气10～30min，以除去管式炉内的空气，接着以2～5℃/min的升温速率将管式炉升温至180～250℃进行热处理。
根据本发明，所述导电剂选自乙炔黑、导电炭黑和石墨烯中的至少一种。所述粘结剂可以为本领域常规使用的类型，例如，所述粘结剂可以选自聚乙烯醇、聚四氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚烯烃类粘结剂和氟化橡胶等，优选情况下，所述粘结剂为PVDF。
所述锂电池负极的制备方法为：将负极活性材料、导电剂和粘结剂在真空搅拌机中混合均匀，得到负极材料；将负极材料在有机溶剂中混合均匀，得到粘度为6300～7800mPa·s的负极浆料，将负极浆料涂覆于负极集流体的至少一面，烘干、碾压、分条、制片，得到锂电池负极。
根据本发明，所述正极包括正极活性物质、导电剂和粘结剂，所述正极活性物质可以为本领域技术人员所公知的物质，如LiCoO2等锂钴氧化物、LiMn2O4等锂锰氧化物、LiNiO2等锂镍氧化物、LiMPO4(M＝Fe、Mn、Ni)等；所述的导电剂为Super-P(购自瑞士特密高公司)；所述的粘结剂为HSV-900(该粘结剂为PVDF粘结剂，购自法国阿科玛公司)；
所述正极的制备方法可以采用常规的制备方法。具体的，包括以NMP为溶剂，将粘结剂HSV-900溶解，然后将所述的正极活性物质、导电剂Super-P与上述粘结剂的溶液混合，搅拌形成均匀的正极浆料；将所述的正极浆料均匀的涂覆在铝箔上，烘干，得到所述的锂离子电池正极。
本发明中使用的电解液为非水电解液，所述电解液中的溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯；其中，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯的质量比为1:(0.8～1.2):(0.8～1.2)。
以聚丙烯膜作为隔膜，将上述锂离子电池正极和锂离子电池负极组装成电芯组件，放入软包铝塑膜电池壳体中，并将正负极极耳分别与铝塑膜焊接在一起，过程中保证极耳与电池壳体的绝缘；
在氮气气氛保护下将上述电解液注入上述电池半成品中，并将电池封口，该电池在40～50℃下陈化48h，之后以0.6A的电流充电至4.0V，再在40～50℃的条件下二次陈化48h，最后在氮气气氛保护下将电池中产生的气体抽出并将电池二次封口，得到锂离子电池。
以下通过具体的实施例对本发明提供的锂离子电池负极材料做出进一步的说明。
实施例1
a、锂离子电池负极材料制备：
(1)将氯化锰和氯化锌在DMF中混合均匀，然后加入对苯二甲酸，混合均匀在150℃下密封反应5h，得到前驱体A；
所述氯化锰与所述氯化锌的摩尔比为3：1；
(2)将前驱体A与水共同加入管式炉中，接着通入氮气20min，以除去管式炉内的空气，接着以3℃/min的升温速率将管式炉升温至220℃进行热处理3h，即得到锂离子电池负极材料。
b、锂离子电池负极制备：
以步骤a中制备得到的锂离子电池负极材料作为负极活性材料，将负极活性材料，导电剂和粘结剂在真空搅拌机中混合均匀，得到负极材料；将负极材料与丙酮混合均匀，得到粘度为7000mPa·s的负极浆料，将负极浆料涂覆于负极集流体的至少一面，烘干、碾压、分条、制片，得到锂离子电池负极。
c、锂离子电池的制备
制备锂离子电池正极：以NMP为溶剂，将粘结剂HSV-900溶解，然后将正极活性物质LiCoO2(钴酸锂LiCoO2购自天津巴莫科技股份有限公司)、导电剂Super-P与上述粘结剂的溶液混合，搅拌形成均匀的正极浆料；将所述的正极浆料均匀的涂覆在铝箔上，烘干，得到所述的锂离子电池正极。
以聚丙烯膜作为隔膜，将上述锂离子电池正极和锂离子电池负极组装成电芯组件，放入软包铝塑膜电池壳体中，并将正负极极耳分别与铝塑膜焊接在一起，过程中保证极耳与电池壳体的绝缘；
以碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯的质量比为1：1：1.2配制电解液，在氮气气氛保护下将上述电解液注入上述电池半成品中，并将电池封口，该电池在45℃下陈化48h，之后以0.6A的电流充电至4.0V，再在45℃的条件下二次陈化48h，最后在氮气气氛保护下将电池中产生的气体抽出并将电池二次封口，得到锂离子电池A1。
实施例2
锂离子电池负极材料制备：
(1)将氯化锰和氯化锌在DMF中混合均匀，然后加入对苯二甲酸，混合均匀在130℃下密封反应4h，得到前驱体A；
所述氯化锰与所述氯化锌的摩尔比为2：1；
(2)将前驱体A与水共同加入管式炉中，接着通入氮气20min，以除去管式炉内的空气，接着以3℃/min的升温速率将管式炉升温至220℃进行热处理4h，即得到锂离子电池负极材料。
将上述锂离子电池负极材料作为负极活性材料；
所述锂离子电池的制备方法与实施例1中锂离子电池的制备方法相同，得到锂离子电池A2。
实施例3
锂离子电池负极材料制备：
(1)将氯化锰和氯化锌在DMF中混合均匀，然后加入对苯二甲酸，混合均匀在160℃下密封反应6h，得到前驱体A；
所述氯化锰与所述氯化锌的摩尔比为4：1；
(2)将前驱体A与水共同加入管式炉中，接着通入氮气20min，以除去管式炉内的空气，接着以3℃/min的升温速率将管式炉升温至200℃进行热处理4h，即得到锂离子电池负极材料。
将上述锂离子电池负极材料作为负极活性材料；
所述锂离子电池的制备方法与实施例1中锂离子电池的制备方法相同，得到锂离子电池A3。
实施例4
锂离子电池负极材料制备：
(1)将氯化锰和氯化锌在DMF中混合均匀，然后加入对苯二甲酸，混合均匀在120℃下密封反应8h，得到前驱体A；
所述氯化锰与所述氯化锌的摩尔比为1：1；
(2)将前驱体A与水共同加入管式炉中，接着通入氮气10min，以除去管式炉内的空气，接着以5℃/min的升温速率将管式炉升温至250℃进行热处理1h，即得到锂离子电池负极材料。
将上述锂离子电池负极材料作为负极活性材料；
所述锂离子电池的制备方法与实施例1中锂离子电池的制备方法相同，得到锂离子电池A4。
实施例5
锂离子电池负极材料制备：
(1)将氯化锰和氯化锌在DMF中混合均匀，然后加入对苯二甲酸，混合均匀在180℃下密封反应3h，得到前驱体A；
所述氯化锰与所述氯化锌的摩尔比为5：1；
(2)将前驱体A与水共同加入管式炉中，接着通入氮气30min，以除去管式炉内的空气，接着以2℃/min的升温速率将管式炉升温至180℃进行热处理5h，即得到锂离子电池负极材料。
将上述锂离子电池负极材料作为负极活性材料；
所述锂离子电池的制备方法与实施例1中锂离子电池的制备方法相同，得到锂离子电池A5。
对比例1
锂离子电池负极材料制备：
(1)将氯化锰和氯化锌在DMF中混合均匀，然后加入对苯二甲酸，混合均匀在150℃下密封反应5h，得到前驱体A；
所述氯化锰与所述氯化锌的摩尔比为0.8：1；
(2)将前驱体A与水共同加入管式炉中，接着通入氮气20min，以除去管式炉内的空气，接着以3℃/min的升温速率将管式炉升温至220℃进行热处理3h，即得到锂离子电池负极材料。
将上述锂离子电池负极材料作为负极活性材料；
所述锂离子电池的制备方法与实施例1中锂离子电池的制备方法相同，得到锂离子电池A6。
对比例2
锂离子电池负极材料制备：
(1)将氯化锰在DMF中分散均匀，然后加入对苯二甲酸，混合均匀在150℃下密封反应5h，得到前驱体A；
(2)将前驱体A与水共同加入管式炉中，接着通入氮气20min，以除去管式炉内的空气，接着以3℃/min的升温速率将管式炉升温至220℃进行热处理3h，即得到锂离子电池负极材料。
将上述锂离子电池负极材料作为负极活性材料；
所述锂离子电池的制备方法与实施例1中锂离子电池的制备方法相同，得到锂离子电池A7。
对比例3
锂离子电池负极材料制备：
(1)将氯化锌在DMF中分散均匀，然后加入对苯二甲酸，混合均匀在150℃下密封反应5h，得到前驱体A；
(2)将前驱体A与水共同加入管式炉中，接着通入氮气20min，以除去管式炉内的空气，接着以3℃/min的升温速率将管式炉升温至220℃进行热处理3h，即得到锂离子电池负极材料。
将上述锂离子电池负极材料作为负极活性材料；
所述锂离子电池的制备方法与实施例1中锂离子电池的制备方法相同，得到锂离子电池A8。
测试上述锂离子电池的性能，并将测试结果记录到表1中。
表1：
Figure GDA0002990829690000091
将锂离子电池A1-A8分别在0.1C充放电倍率条件下进行充放电测试，测试首次嵌锂比容量、首次脱锂比容量和50次循环后的脱锂比容量，测试结果见表2；
首次充放电效率为首次脱锂比容量/首次嵌锂比容量的比值；
50次循环后容量保持率为50次循环后的脱锂比容量/首次脱锂比容量的比值。
表2：
Figure GDA0002990829690000092
Figure GDA0002990829690000101
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 (4)

1.一种高稳定性的锂离子电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述负极包括负极活性材料、导电剂和粘结剂，其特征在于，所述负极活性材料为Mn1-xZnxO2-PTA，其中0.1≤x≤0.5；
所述Mn1-xZnxO2-PTA的制备方法包括以下步骤：
(1)将锰源和锌源在有机溶剂中混合均匀，然后加入对苯二甲酸，混合均匀后，在120～180℃下密封反应3～8h，得到前驱体A；
(2)将前驱体A在水蒸气氛围中在180～250℃下进行热处理，即得到锂电池负极活性材料Mn1-xZnxO2-PTA；
所述锰源与所述锌源的摩尔比为(1～5):1；
在步骤(2)中，所述热处理的时间为1～5h。
2.根据权利要求1所述的高稳定性的锂离子电池，其特征在于，所述有机溶剂选自甲醇、甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃、乙酸乙酯、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二乙基甲酰胺、石油醚、二甲基亚砜的至少一种。
3.根据权利要求1所述的高稳定性的锂离子电池，其特征在于，所述导电剂选自乙炔黑、导电炭黑和石墨烯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的高稳定性的锂离子电池，其特征在于，所述电解液中的溶剂包括碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯；
其中，碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯的质量比为1:(0.8～1.2):(0.8～1.2)。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102659845A (zh) * 2012-03-30 2012-09-12 常州大学 层状金属配位聚合物及其合成方法
CN104355330A (zh) * 2014-09-19 2015-02-18 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种金属氧化物的制备方法及其在锂离子电池中的应用
CN105047435A (zh) * 2015-08-14 2015-11-11 上海工程技术大学 一种锰金属有机骨架电极材料及其制备方法与应用
CN105566654A (zh) * 2016-01-28 2016-05-11 浙江省肿瘤医院 一维结构金属有机框架化合物及其制备方法
CN106784658A (zh) * 2016-12-01 2017-05-31 中南大学 一种锂离子电池用金属氧化物/碳负极材料的形貌调控方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102659845A (zh) * 2012-03-30 2012-09-12 常州大学 层状金属配位聚合物及其合成方法
CN104355330A (zh) * 2014-09-19 2015-02-18 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种金属氧化物的制备方法及其在锂离子电池中的应用
CN105047435A (zh) * 2015-08-14 2015-11-11 上海工程技术大学 一种锰金属有机骨架电极材料及其制备方法与应用
CN105566654A (zh) * 2016-01-28 2016-05-11 浙江省肿瘤医院 一维结构金属有机框架化合物及其制备方法
CN106784658A (zh) * 2016-12-01 2017-05-31 中南大学 一种锂离子电池用金属氧化物/碳负极材料的形貌调控方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A thermally activated manganese 1,4-benzenedicarboxylate metal organic framework with high anodic capability for Li-ion batteries;Huiping Hu等;《New Journal of Chemistry》;20160928;第40卷(第11期);全文 *
MOF-derived Zn–Mn mixed oxides@carbon hollow disks with robust hierarchical structure for high performance lithium-ion batteries;Dong Wang等;《Journal of Materials Chemistry A》;20171221;第6卷;正文第2975页 *
On-site evolution of ultrafine ZnO nanoparticles from hollow metal–organic frameworks for advanced lithium ion battery anodes;Yiqiong Zhang等;《Journal of Materials Chemistry A》;20171012;第5卷;正文第22517页、支持信息第1页 *
Ultrathin Manganese-Based Metal–Organic Framework Nanosheets: Low-Cost and Energy-Dense Lithium Storage Anodes with the Coexistence of Metal and Ligand Redox Activities;Chao Li等;《ACS Applied Materials& Interfaces》;20170816;第9卷(第35期);全文 *

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