CN109037674A - 一种改性锂离子电池及其制备方法 - Google Patents

一种改性锂离子电池及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109037674A
CN109037674A CN201810933903.3A CN201810933903A CN109037674A CN 109037674 A CN109037674 A CN 109037674A CN 201810933903 A CN201810933903 A CN 201810933903A CN 109037674 A CN109037674 A CN 109037674A
Authority
CN
China
Prior art keywords
lithium
preparation
ion battery
source
divalent
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Withdrawn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
CN201810933903.3A
Other languages
English (en)
Inventor
李千林
张强
周建平
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 Kai Kai Mstar Technology Ltd
Original Assignee
Wuhu Kai Kai Mstar Technology 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 Kai Kai Mstar Technology Ltd filed Critical Wuhu Kai Kai Mstar Technology Ltd
Priority to CN201810933903.3A priority Critical patent/CN109037674A/zh
Publication of CN109037674A publication Critical patent/CN109037674A/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Withdrawn legal-status Critical Current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
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • 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
    • H01M10/058—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
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H01M4/0435—Rolling or calendering
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明公开了改性锂离子电池及其制备方法，应用二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；再将煅烧后的产物与硫代乙酰胺反应，获得了改性锂离子电池正极材料，再应用改性锂离子电池正极材料、导电剂和粘结剂混合后球磨，制得球墨浆；将球墨浆压片成型后裁片，制得锂离子电池正极片，将锂离子电池正极片、电解液、隔膜、负极片组装成起来，可得到改性锂离子电池，该锂离子电池具有较好的充放电性能和循环使用性能。

Description

一种改性锂离子电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池，具体地，涉及一种改性锂离子电池及其制备方法。
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。而锂离子电子的正极片则会大大影响其充放电性能等。
因此，提供一种能使得锂离子电池在使用多次后依然具有良好的充放电性能和循环使用性能，进而延长其使用寿命的锂离子电池正极材料及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中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，从而提供一种能使得锂离子电池在使用多次后依然具有良好的充放电性能和循环使用性能，进而延长其使用寿命的改性锂离子电池及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种改性高镍锂离子电池正极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）将二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；其中，二价镍源、二价钴源和锂源化合物的摩尔比为0.75-0.85：0.15-0.25：1；（2）将煅烧后的产物超声分散于含有硫代乙酰胺的无水乙醇中，然后加热反应。
本发明还提供一种根据前文所述的制备方法制备得到的改性高镍锂离子电池正极材料。
本发明还提供一种改性锂离子电池正极片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）将二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；其中，二价镍源、二价钴源和锂源化合物的摩尔比为0.75-0.85：0.15-0.25：1；（2）将煅烧后的产物超声分散于含有硫代乙酰胺的无水乙醇中，然后加热反应，得锂离子电池正极材料；（3）将锂离子电池正极材料、导电剂和粘结剂混合后球磨，制得球墨浆；（4）将球墨浆压片成型后裁片。
本发明还提供一种根据前文所述的制备方法制备得到的改性锂离子电池正极片。
本发明还提供一种改性锂离子电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）将二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；其中，二价镍源、二价钴源和锂源化合物的摩尔比为0.75-0.85：0.15-0.25：1；（2）将煅烧后的产物超声分散于含有硫代乙酰胺的无水乙醇中，然后加热反应，得锂离子电池正极材料；（3）将锂离子电池正极材料、导电剂和粘结剂混合后球磨，制得球墨浆；（4）将球墨浆压片成型后裁片，得锂离子电池正极片；（5）将锂离子电池正极片、电解液、隔膜、负极片组装成起来。
本发明还提供一种根据前文所述的制备方法制备得到的改性锂离子电池。
通过上述技术方案，本发明得到的改性高镍锂离子电池正极材料的充放电性能和循环使用性能得到较大程度的提升，与现有锂离子电池正极材料相比，改性高镍锂离子电池正极材料具有较好的充放电性能和循环使用性能；而将该锂离子电池材料、导电剂和粘结剂混合后球磨，制得球墨浆；将球墨浆压片成型后裁片，制得改性锂离子电池正极片，将锂离子电池正极片、电解液、隔膜、负极片组装成起来，可得到高电容锂离子电池，该锂离子电池具有较好的充放电性能和循环使用性能。发明人推测，将二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；再将煅烧后的产物与硫代乙酰胺反应，获得了镍钴锂的硫化物，促进了电荷在充放电过程中的快速转移，从而导致该正极材料更加稳定，还具有较好的倍率性能充放电性能，从而很大程度上提高正极材料的充放电性能和循环使用性能。
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。
本发明提供了一种改性高镍锂离子电池正极材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）将二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；其中，二价镍源、二价钴源和锂源化合物的摩尔比为0.75-0.85：0.15-0.25：1；（2）将煅烧后的产物超声分散于含有硫代乙酰胺的无水乙醇中，然后加热反应。
通过上述技术方案，本发明得到的改性高镍锂离子电池正极材料的充放电性能和循环使用性能得到较大程度的提升，与现有高镍锂离子电池正极材料相比，改性高镍锂离子电池正极材料具有较好的充放电性能和循环使用性能。发明人推测，将二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；再将煅烧后的产物与硫代乙酰胺反应，获得了镍钴锂的硫化物，促进了电荷在充放电过程中的快速转移，从而导致该正极材料更加稳定，还具有较好的倍率性能充放电性能，从而很大程度上提高正极材料的充放电性能和循环使用性能。
对于各组分的添加量，可在较宽范围内进行调整，为了得到具有较好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，在本发明更加优选的实施方式中，相对于1mol的二价镍源，柠檬酸的用量为0.08-0.1mol。
而对于水溶液中各金属离子的浓度，可在较宽范围内进行调整，为了得到具有较好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，在本发明更加优选的实施方式中，步骤（2）水溶液中二价镍离子的浓度为0.03-0.06mol/L。
对于步骤（1）中的反应条件，可在较宽范围内进行调整，为了得到具有较好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，优选地，步骤（1）中加热温度为80-95℃。
对于步骤（1）中的反应条件，可在较宽范围内进行调整，为了得到具有较好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，优选地，时间为3-8h。
对于煅烧的条件，可在较宽范围内进行调整。在本发明一种更加优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，煅烧条件包括：温度为300-600℃。
对于煅烧的条件，可在较宽范围内进行调整。在本发明一种更加优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，煅烧条件包括：时间为1-4h。
对于硫代乙酰胺的添加量可在较宽范围内进行调整，在本发明一种更加优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，相对于8g煅烧后的产物，硫代乙酰胺的添加量为0.15-0.3 mol，无水乙醇的用量为50-150mL。
对于步骤（2）中的分散方式，可有多种选择，例如震荡、搅拌或超声分散，只要能够使煅烧后的产物和硫代乙酰胺快速分散并有效接触均能实现本发明。在本发明一种更加优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，步骤（2）中分散的方式为超声分散，超声分散的时间为5-15min。
而对于步骤（2）中加热反应的条件，可在较宽范围内进行调整。在本发明一种更加优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，步骤（2）中加热温度为120℃~190℃。
而对于步骤（2）中加热反应的条件，可在较宽范围内进行调整。在本发明一种更加优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，步骤（2）中加热时间为10-14h。
对于二价钴源，本领域技术人员可在较宽范围内进行调整，只要该二价钴源能够溶于水中即可。在本发明的一种优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，二价钴源为氯化钴和/或硝酸钴。
对于二价镍源，本领域技术人员可在较宽范围内进行调整，只要该二价镍源能够溶于水中即可。在本发明的一种优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，二价镍源为硝酸镍和/或氯化镍。
对于锂源化合物，本领域技术人员可在较宽范围内进行调整，只要该锂源化合物能够溶于水中即可。在本发明的一种优选的实施方式中，为了得到具有更好的充放电性能和循环使用性能的电池正极材料，锂源化合物为醋酸锂、硝酸锂和氯化锂中的一种或多种。
其中，步骤（1）中的持续混合方式，本领域技术人员可在较宽范围内进行选择，例如搅拌、震荡、超声等，只要使得反应体系处于非静止的状态，均可实现本发明，在此不再赘述。本发明在后文的实施例中，采用搅拌的方式持续搅拌。
而对于步骤（1）中冷却后的产物与锂源化合物的混合方式，可有多种选择，研磨湿混，搅拌混合等，均可实现本发明。在本发明后文的实施例中以研磨湿混的方式进行。
而对于步骤（2）中的冷却温度，可在较宽范围内调整，在后文的实施例中，冷却至室温（25℃）。
在上述技术方案中，对于水的选择，可以选择去离子水、双蒸水、蒸馏水、超纯水等等，均可实现本发明，在此不再赘述。
对于步骤（2）中加热产物的后处理，有多种选择，在本发明一种更加优选的实施方式中，还包括对加热后的产物进行清洗和干燥的步骤，优选地，清洗剂为水和/或无水乙醇。
而对于反应容器或加热设备等的选择，只要能够实现本发明上述的技术条件，均可实现本发明，本发明不作要求，在此不再赘述。
本发明还提供一种根据前文所述的制备方法制备得到的改性高镍锂离子电池正极材料。
通过上述技术方案，本发明得到的改性高镍锂离子电池正极材料的充放电性能和循环使用性能得到较大程度的提升，与现有高镍锂离子电池正极材料相比，改性高镍锂离子电池正极材料具有较好的充放电性能和循环使用性能。发明人推测，将二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；再将煅烧后的产物与硫代乙酰胺反应，获得了镍钴锂的硫化物，促进了电荷在充放电过程中的快速转移，从而导致该正极材料更加稳定，还具有较好的倍率性能充放电性能，从而很大程度上提高正极材料的充放电性能和循环使用性能。
本发明还提供一种改性锂离子电池正极片的制备方法，包括以下步骤：将前文所述的锂离子电池正极材料与导电剂和粘结剂混合后球磨，制得球墨浆；将球墨浆压片成型后裁片。
通过上述技术方案，本发明得到的改性锂离子电池正极材料的充放电性能和循环使用性能得到较大程度的提升，与现有锂离子电池正极材料相比，改性锂离子电池正极材料具有较好的充放电性能和循环使用性能；而将该锂离子电池材料、导电剂和粘结剂混合后球磨，制得球墨浆；将球墨浆压片成型后裁片，制得改性锂离子电池正极片，具有较好的充放电性能和循环使用性能。发明人推测，将二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；再将煅烧后的产物与硫代乙酰胺反应，获得了镍钴锂的硫化物，促进了电荷在充放电过程中的快速转移，从而导致该正极材料更加稳定，还具有较好的倍率性能充放电性能，从而很大程度上提高正极材料的充放电性能和循环使用性能。
在上述技术方案中，锂离子电池正极材料、导电剂和粘结剂的添加量可在较宽范围内进行选择，在本发明一种更加优选的实施方式中，锂离子电池正极材料、导电剂和粘结剂的重量比为5-8:1-2:1。
而对于导电剂，可在本领域内较宽范围内进行选择，在本发明一种更加优选的实施方式中，所述导电剂选自导电石墨。
而对于粘结剂，可在本领域内较宽范围内进行选择，在本发明一种更加优选的实施方式中，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯。
本发明还提供一种根据前文所述的制备方法制备得到的改性锂离子电池正极片。
通过上述技术方案，本发明得到的改性锂离子电池正极材料的充放电性能和循环使用性能得到较大程度的提升，与现有锂离子电池正极材料相比，改性锂离子电池正极材料具有较好的充放电性能和循环使用性能；而将该锂离子电池材料、导电剂和粘结剂混合后球磨，制得球墨浆；将球墨浆压片成型后裁片，制得改性锂离子电池正极片，具有较好的充放电性能和循环使用性能。发明人推测，将二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；再将煅烧后的产物与硫代乙酰胺反应，获得了镍钴锂的硫化物，促进了电荷在充放电过程中的快速转移，从而导致该正极材料更加稳定，还具有较好的倍率性能充放电性能，从而很大程度上提高正极材料的充放电性能和循环使用性能。
本发明还提供一种改性锂离子电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：（1）将二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；其中，二价镍源、二价钴源和锂源化合物的摩尔比为0.75-0.85：0.15-0.25：1；（2）将煅烧后的产物超声分散于含有硫代乙酰胺的无水乙醇中，然后加热反应，得锂离子电池正极材料；（3）将锂离子电池正极材料、导电剂和粘结剂混合后球磨，制得球墨浆；（4）将球墨浆压片成型后裁片，得锂离子电池正极片；（5）将锂离子电池正极片、电解液、隔膜、负极片组装成起来。
通过上述技术方案，本发明得到的改性高镍锂离子电池正极材料的充放电性能和循环使用性能得到较大程度的提升，与现有锂离子电池正极材料相比，改性高镍锂离子电池正极材料具有较好的充放电性能和循环使用性能；而将该锂离子电池材料、导电剂和粘结剂混合后球磨，制得球墨浆；将球墨浆压片成型后裁片，制得改性锂离子电池正极片，将锂离子电池正极片、电解液、隔膜、负极片组装成起来，可得到高电容锂离子电池，该锂离子电池具有较好的充放电性能和循环使用性能。发明人推测，将二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；再将煅烧后的产物与硫代乙酰胺反应，获得了镍钴锂的硫化物，促进了电荷在充放电过程中的快速转移，从而导致该正极材料更加稳定，还具有较好的倍率性能充放电性能，从而很大程度上提高正极材料的充放电性能和循环使用性能。
在上述技术方案中，电解液可在较宽范围内进行选择，例如LiClO4、LiBF 4或LiPF6的一种或几种的混合物，在本发明一种优选的实施方式中，选择0.8-1.2mol/L的LIPF6作为电解液。而具体的电解液的溶剂，可有多种选择，为本领域的公知常识，在此不再赘述。比如为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯 酯、碳酸丁烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯的一种或一种以上。
而隔膜也有多种选择，例如聚乙烯或聚丙烯微孔膜，在本发明一种更加优选的实施方式中，隔膜为聚丙烯微孔膜。
同时，负极片也有多种选择，例如金属锂片、石墨、硬碳、硅基或锡基的一种或多种。在本发明一种更加优选的实施方式中，负极片选自金属锂片。
应用本发明的锂离子电池正极材料可制备出多种型号的锂离子电池，在后文的实施例中，为了说明本发明的技术效果，以制备成CR2032型扣式电池进行说明。该型号的电池并非本发明的唯一实施方式，在此不再赘述。
本发明还提供一种根据前文所述的制备方法制备得到的改性锂离子电池。
通过上述技术方案，本发明得到的改性高镍锂离子电池正极材料的充放电性能和循环使用性能得到较大程度的提升，与现有锂离子电池正极材料相比，改性高镍锂离子电池正极材料具有较好的充放电性能和循环使用性能；而将该锂离子电池材料、导电剂和粘结剂混合后球磨，制得球墨浆；将球墨浆压片成型后裁片，制得改性锂离子电池正极片，将锂离子电池正极片、电解液、隔膜、负极片组装成起来，可得到高电容锂离子电池，该锂离子电池具有较好的充放电性能和循环使用性能。发明人推测，将二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；再将煅烧后的产物与硫代乙酰胺反应，获得了镍钴锂的硫化物，促进了电荷在充放电过程中的快速转移，从而导致该正极材料更加稳定，还具有较好的倍率性能充放电性能，从而很大程度上提高正极材料的充放电性能和循环使用性能。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
改性锂离子电池的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将硝酸镍、硝酸钴和柠檬酸溶于水中，二价镍离子的浓度为0.03mol/L，在持续混合条件下于80℃加热反应8h，冷却后，加入硝酸锂进行混合，然后于300℃煅烧4h；
其中，硝酸镍、硝酸钴和硝酸锂的摩尔比为0.75：0.25：1，相对于1mol的硝酸镍，柠檬酸的用量为0.08mol；
（2）将煅烧后的产物超声分散于含有硫代乙酰胺的无水乙醇中，超声分散的时间为15min，然后于120℃加热反应14h，其中，相对于8g煅烧后的产物，硫代乙酰胺的添加量为0.15 mol，无水乙醇的用量为50mL，得锂离子电池正极材料；
（3）将锂离子电池正极材料、导电石墨和聚偏氟乙烯以重量比为5:1:1混合后球磨，制得球墨浆；
（4）将球墨浆压片成型后裁片，得锂离子电池正极片；
（5）将锂离子电池正极片、0.8mol/L的LIPF6电解液、聚丙烯微孔膜、金属锂片作为负极片在在充满氢气的手套箱中组装成CR2032型扣式电池。
实施例2
改性锂离子电池正极片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将硝酸镍、硝酸钴和柠檬酸溶于水中，二价镍离子的浓度为0.06mol/L，在持续混合条件下于95℃加热反应3h，冷却后，加入硝酸锂进行混合，然后于600℃煅烧1h；
其中，硝酸镍、硝酸钴和硝酸锂的摩尔比为0.85：0.15：1，相对于1mol的硝酸镍，柠檬酸的用量为0.1mol；
（2）将煅烧后的产物超声分散于含有硫代乙酰胺的无水乙醇中，超声分散的时间为5min，然后于190℃加热反应10h，其中，相对于8g煅烧后的产物，硫代乙酰胺的添加量为0.3mol，无水乙醇的用量为150mL，得锂离子电池正极材料；
（3）将锂离子电池正极材料、导电石墨和聚偏氟乙烯以重量比为8:2:1混合后球磨，制得球墨浆；
（4）将球墨浆压片成型后裁片，得锂离子电池正极片；
（5）将锂离子电池正极片、1.2mol/L的LIPF6电解液、聚丙烯微孔膜、金属锂片作为负极片在在充满氢气的手套箱中组装成CR2032型扣式电池。
实施例3
改性锂离子电池正极片的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将硝酸镍、硝酸钴和柠檬酸溶于水中，二价镍离子的浓度为0.045mol/L，在持续混合条件下于88℃加热反应5.5h，冷却后，加入硝酸锂进行混合，然后于450℃煅烧2.5h；
其中，硝酸镍、硝酸钴和硝酸锂的摩尔比为0.8：0.2：1，相对于1mol的硝酸镍，柠檬酸的用量为0.1mol；
（2）将煅烧后的产物超声分散于含有硫代乙酰胺的无水乙醇中，超声分散的时间为10min，然后于155℃加热反应12h，其中，相对于8g煅烧后的产物，硫代乙酰胺的添加量为0.2 mol，无水乙醇的用量为100mL，得锂离子电池正极材料；
（3）将锂离子电池正极材料、导电石墨和聚偏氟乙烯以重量比为7:1:1混合后球磨，制得球墨浆；
（4）将球墨浆压片成型后裁片，得锂离子电池正极片；
（5）将锂离子电池正极片、1mol/L的LIPF6电解液、聚丙烯微孔膜、金属锂片作为负极片在在充满氢气的手套箱中组装成CR2032型扣式电池。
对比例1
按照实施例3的方法制备锂离子电池，不同的是锂离子电池正极材料采用下述方法制备得到：将硝酸镍、硝酸钴和柠檬酸溶于水中，水溶液中二价镍离子的浓度为0.045mol/L；
在持续混合条件下于88℃加热反应5.5h，冷却后，再加入硝酸锂进行混合，然后于450℃煅烧2.5h；而硝酸镍、硝酸钴、硝酸锂和柠檬酸的摩尔比为0.8：0.2：1，其中，相对于1mol硝酸镍，柠檬酸的用量为0.09mol。
测试例
在25℃条件下，利用武汉蓝电公司的Land-CT2001A电池测试系统对实施例1-3和对比例1中制备的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
编号 放电容量（mAh/g） 100次后放电容量（mAh/g）
实施例1 480 461
实施例2 499 469
实施例3 492 471
对比例1 271 215
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 (10)

1.一种改性锂离子电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
（1）将二价镍源、二价钴源和柠檬酸溶于水中，在持续混合条件下加热反应，冷却后，加入锂源化合物进行混合，然后进行煅烧；
其中，二价镍源、二价钴源和锂源化合物的摩尔比为0.75-0.85：0.15-0.25：1；
（2）将煅烧后的产物超声分散于含有硫代乙酰胺的无水乙醇中，然后加热反应，得锂离子电池正极材料；
（3）将锂离子电池正极材料、导电剂和粘结剂混合后球磨，制得球墨浆；
（4）将球墨浆压片成型后裁片，得锂离子电池正极片；
（5）将锂离子电池正极片、电解液、隔膜、负极片组装成起来。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于1mol的二价镍源，柠檬酸的用量为0.08-0.1mol；
优选的，步骤（1）水溶液中二价镍离子的浓度为0.03-0.06mol/L。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其中，步骤（1）中加热反应的条件包括：温度为80-95℃；和/或，时间为3-8h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其中，煅烧条件包括：温度为300-600℃；和/或，时间为1-4h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于8g煅烧后的产物，硫代乙酰胺的添加量为0.15-0.3 mol，无水乙醇的用量为50-150mL。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，步骤（2）中分散的方式为超声分散，超声分散的时间为5-15min；
和/或，步骤（2）中加热反应的条件包括：温度为120℃~190℃；和/或，时间为10-14h。
7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其中，二价钴源为氯化钴和/或硝酸钴；
和/或，二价镍源为硝酸镍和/或氯化镍；
和/或，锂源化合物为醋酸锂、硝酸锂和氯化锂中的一种或多种。
8.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其中，步骤（3）中，锂离子电池正极材料、导电剂和粘结剂的重量比为5-8:1-2:1；
所述导电剂选自导电石墨，所述粘结剂选自聚偏氟乙烯。
9.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其中，电解液为0.8-1.2mol/L的LIPF6电解液；
隔膜为聚丙烯微孔膜；
负极片为金属锂片。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法制备得到的改性锂离子电池。
CN201810933903.3A 2018-08-16 2018-08-16 一种改性锂离子电池及其制备方法 Withdrawn CN109037674A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810933903.3A CN109037674A (zh) 2018-08-16 2018-08-16 一种改性锂离子电池及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810933903.3A CN109037674A (zh) 2018-08-16 2018-08-16 一种改性锂离子电池及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109037674A true CN109037674A (zh) 2018-12-18

Family

ID=64630549

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810933903.3A Withdrawn CN109037674A (zh) 2018-08-16 2018-08-16 一种改性锂离子电池及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109037674A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112557433A (zh) * 2019-09-26 2021-03-26 上海比亚迪有限公司 一种锂离子电池隔膜热稳定性的测试方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112557433A (zh) * 2019-09-26 2021-03-26 上海比亚迪有限公司 一种锂离子电池隔膜热稳定性的测试方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108615875A (zh) 一种富锂锰基正极材料及其制备方法
CN105470455A (zh) 一种改性锂离子电池正极材料及其制备方法
CN102208641A (zh) 一步法合成空心球结构Fe3O4/C锂离子电池负极材料
CN102208637A (zh) 空心球结构ZnFe2O4/C复合负极材料及其一步法制备
CN102569773B (zh) 用于锂离子二次电池的正极材料及其制备方法
CN103887483A (zh) 一种掺杂改性的三元正极材料及其制备方法
CN104795555A (zh) 一种水溶液钠离子电池及其正极材料、制备方法和用途
CN103560270A (zh) 一种锂离子电池用电解液
CN109768218A (zh) 一种氮掺杂的硬碳锂离子电池负极材料及其制备方法及锂离子电池负极片和锂离子电池
CN102637864A (zh) 一种掺杂镧的钛酸锂负极材料及其制备方法
CN106935846A (zh) 一种高电压改性镍锰酸锂正极材料的制备方法
CN103400981B (zh) 一种六角桃核形硅酸铁锂聚集体及其制备方法
CN103855372B (zh) 一种高锰复合正极材料及其制备方法
CN105406038A (zh) 一种溶胶凝胶法合成高容量高循环纳米级磷酸铁锰锂材料
CN105226267A (zh) 三维碳纳米管修饰尖晶石镍锰酸锂材料及其制备方法和应用
CN105810903A (zh) 一种锗酸钙/石墨烯纳米复合材料及其制备方法
CN113060715B (zh) 一种磷酸铁锰锂正极材料的合成方法
CN111268727A (zh) 一种钒酸钙复合材料及其制备方法、应用
CN103956491A (zh) 一种锂离子电池正极材料磷酸铁锰锂及其制备方法
CN107720822B (zh) 一种海胆状锂离子电池正极材料的制备方法
CN103928654B (zh) 一种钒酸铜纳米颗粒及其制备方法
CN109037674A (zh) 一种改性锂离子电池及其制备方法
CN111900377A (zh) 一种镁化合物材料及其制备方法和应用
CN103000890A (zh) 一种锂离子电池正极材料Li2Mn1-x-yCoxNiySiO4的制备方法
CN103904309B (zh) 一种含镍钛锰的固溶体材料及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20181218

WW01 Invention patent application withdrawn after publication