CN109065991A - 一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺，其包括锂电池正极材料，将锂电池正极材料制备于锂离子电池内；充放电工艺采用锂离子二次电池，依靠锂离子在正极和负极之间移动来实现充放电过程，在充放电过程中，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Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂状态。本发明充放电性能好，适用温度范围广，重复使用2000次以上容量衰减在20%以内。

Description

一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体为一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺。
背景技术
磷酸盐系正极材料（LixMyPO4）具有安全性好、原材料来源广泛、价格低、循环寿命长、绿色环保等优点，被国际上普遍认为是新一代锂离子电池的理想正极材料，更是高能动力电池的最佳新型正极材料，对该材料不断完善并进行产业化推进是解决电动车辆用长寿命、安全型、低成本的锂离子电池的关键。
锂离子二次动力电池的发展是新能源汽车发展的关键所在，而动力电池的充电时间是制约电动汽车发展的主要瓶颈之一。
当前以电动汽车和电动自行车为代表的电动交通工具对锂离子电池的需求处于井喷阶段。根据我国的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》，至2015年，纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量力争达到50万辆，需要能量型动力电池模块则将达到150亿瓦时/年、功率型30亿瓦时/年。预计2015年将达到1251.5亿元人民币，将继续呈高速发展的态势。
从中国动力电池发展轨迹来看，我国最大的困境是不拥有核心技术，看似技术成熟的锂电池仍具有较大技术进步空间。对于锂电池原料生产企业而言，正极材料的突破创新将是锂电池技术发展的一个突破的关键点。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺。
本发明的技术方案是提供一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺，其特征在于：其包括锂电池正极材料，所述正极材料采用磷酸钒锂通过非整比的成分调制，将Li和V按照一定的比例失配，通过此成分调制，形成了具有快离子导电层的壳层结构，而后将材料通过非整比调制自动形成材料表面特殊的Li-V- P- O快离子导体层；对于通过初步反应获得的材料进行高能球磨，得到所述锂电池正极材料，将锂电池正极材料制备于锂离子电池内；
所述充放电工艺采用锂离子二次电池，依靠锂离子在正极和负极之间移动来实现充放电过程，在充放电过程中，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Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂状态。
进一步的，所述锂电池正极材料减小其尺寸到纳米尺度，能够有效的减小Li离子扩散的距离和时间，减少充放电过程中失效的Li离子部分。
进一步的，所述锂电池正极材料混合初期加入一定量的有机物，在烧结过程中直接形成絮状碳膜，与正极材料颗粒均匀混合并紧密接触，进一步改善导电性。
进一步的，所述锂离子电池工作温度于-55℃至65℃。
本发明的有益效果是：本发明的一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺使锂离子电池达到的性能为，10 C容量为121.6 mA h g-1， 20 C下容量为116.3 mA hg-1，循环一千次后容量为110 mA h g-1，保持率为94.5%；基于本发明材料制备的锂离子电池具有优良的高低温性能，在高至60度高温环境，低至零下50度的低温环境，电池的容量在室温容量的80%以上，并且循环2000次以上容量衰减在20%以内。
附图说明
图1是本发明的一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺的示意图。
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，进一步阐述本发明。
如图1所示，本发明的一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺，其包括锂电池正极材料，所述正极材料采用磷酸钒锂通过非整比的成分调制，将Li和V按照一定的比例失配，通过此成分调制，形成了具有快离子导电层的壳层结构，而后将材料通过非整比调制自动形成材料表面特殊的Li-V- P- O快离子导体层；对于通过初步反应获得的材料进行高能球磨，得到所述锂电池正极材料，将锂电池正极材料制备于锂离子电池内；
所述充放电工艺采用锂离子二次电池，依靠锂离子在正极和负极之间移动来实现充放电过程，在充放电过程中，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Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂状态。
具体的，所述锂电池正极材料减小其尺寸到纳米尺度，能够有效的减小Li离子扩散的距离和时间，减少充放电过程中失效的Li离子部分。
具体的，所述锂电池正极材料混合初期加入一定量的有机物，在烧结过程中直接形成絮状碳膜，与正极材料颗粒均匀混合并紧密接触，进一步改善导电性。
具体的，所述锂离子电池工作温度于-55℃至65℃。
本发明的一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺使锂离子电池达到的性能为，10 C容量为121.6 mA h g-1， 20 C下容量为116.3 mA h g-1，循环一千次后容量为110 mA h g-1，保持率为94.5%；基于本发明材料制备的锂离子电池具有优良的高低温性能，在高至60度高温环境，低至零下50度的低温环境，电池的容量在室温容量的80%以上，并且循环2000次以上容量衰减在20%以内。
以上实施例仅为本发明其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺，其特征在于：其包括锂电池正极材料，所述正极材料采用磷酸钒锂通过非整比的成分调制，将Li和V按照一定的比例失配，通过此成分调制，形成了具有快离子导电层的壳层结构，而后将材料通过非整比调制自动形成材料表面特殊的Li-V- P- O快离子导体层；对于通过初步反应获得的材料进行高能球磨，得到所述锂电池正极材料，将锂电池正极材料制备于锂离子电池内；
所述充放电工艺采用锂离子二次电池，依靠锂离子在正极和负极之间移动来实现充放电过程，在充放电过程中，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Li+从负极脱嵌，经过电解质嵌入正极，正极处于富锂状态。
2.根据权利要求1所述的一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺，其特征在于：所述锂电池正极材料减小其尺寸到纳米尺度，能够有效的减小Li离子扩散的距离和时间，减少充放电过程中失效的Li离子部分。
3.根据权利要求1所述的一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺，其特征在于：所述锂电池正极材料混合初期加入一定量的有机物，在烧结过程中直接形成絮状碳膜，与正极材料颗粒均匀混合并紧密接触，进一步改善导电性。
4.根据权利要求1所述的一种基于锂离子二次动力电池正极材料的充放电工艺，其特征在于：所述锂离子电池工作温度于-55℃至65℃。
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