CN114039040A - 一种全电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种全电池及其制备方法。所述全电池包括正极、负极、隔膜和电解液；所述正极中的正极活性物质为镍锰酸锂材料，所述镍锰酸锂材料包括内核和位于内核表面的包覆层，所述内核包括尖晶石镍锰酸锂，所述包覆层包括富锂镍锰酸锂；所述负极中的负极活性物质包括石墨；所述电解液中包括聚碳酸酯和摩尔浓度为2～4mol/L的锂盐。本发明通过在尖晶石镍锰酸锂材料表面包覆富锂镍锰酸锂材料，同时搭配加入了聚碳酸酯(PC)的高浓度锂盐的电解液，PC分子与锂离子发生溶剂化作用，形成络合物，在高电压下，络合的溶剂分子抗氧化性增强，增强了电解液高电压下的稳定，最终大大提高了镍锰酸锂/石墨全电池的首效和循环性能。

Description

一种全电池及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，涉及一种全电池及其制备方法。
背景技术
近年来，高比能量、长寿命、低成本的正极材料及其电池被迫切需要。锂离子电池以其工作电压高、比能量大、循环寿命长、污染小等优势被电池企业选中。
目前普遍使用的正极材料分别是钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂、磷酸铁锂以及高电压镍锰酸锂等。由于钴价格昂贵，且钴酸锂、镍钴锰酸锂用于动力电池的安全隐患较大。锰酸锂、镍锰酸锂以及磷酸铁锂是锂离子动力电池较为理想的正极材料。锰酸锂材料虽然成本低，安全性能好，但比容量相对偏低，由于Mn的溶解、Jahn-Teller畸变效应以及晶格的不稳定，导致循环寿命尤其是高温循环性能不理想。研究表明掺杂可有效改善其高温循环性能，尤其是Ni掺杂的LiNi0.5Mn1.5O4，使得锰的价位高于3.5，能够有效抑制Mn溶解、JahnTeller畸变效应以及晶格的不稳定性，并且放电电压平台高达4.7V，成为一款理想的动力电池正极材料。高电压尖晶石LNMO正极材料，具有高的安全性能，优异的大倍率充放电性能，以及价格低廉和合成简单等优点，理论比容量146.7mAhg-1，实际能量密度可以达到甚至超过220wh/kg，比LiFePO4/石墨电池体系的能量密度高出约30％，比LiMn2O4/石墨电池体系更是高出约40％。然而，虽然LNMO正极材料已经发展很多年而且半电池(LNMO/Li)具有优异的电化学性能，但是基于LNMO的商业锂离子电池目前还没有完全普及和应用。制约其商业化大规模应用的主要原因是因为组装成全电池后随着循环的进行容量出现大幅度的衰减，几乎没有任何使用价值。目前，针对镍锰酸锂/石墨(LNMO/C)锂离子电池衰减机理研究较多，其中一种解释原因是基于镍锰酸锂/石墨体系电池已经超出现有的常规电解液分解电压，导致高电压下电解液的不断分解以及同时发生在电极和电解液界面的降解反应。同样，也有人指出LNMO/石墨容量衰减的主要原因可以解释为电池中的活性锂离子的不断损耗，这种锂离子的损失主要也是基于电解液和电极发生不稳定界面反应。
为了使这种高电压材料尽快普及应用，大家也提出了很多方法。
CN106159345A公开了一种高电压镍锰酸锂/石墨锂离子电池及其制作方法，提出在负极表面通过有机酸脂的修饰，改变SEI膜的组分，强化电解液和电极界面的稳定性，从而有效遏制容量的急剧衰减。而加入有机酸会增大电池的内阻，产生较大的极化降低电池的能量密度。
CN103682307A公开了一种镍锰酸锂/钛酸锂电池及其制备方法，使电池兼顾具有较高能量密度的同时具有良好的循环性能、安全性能、快速充电和低温充电能力。采用的技术方案为：正极浆料质量配比按LiNi0.5Mn1.5O4:导电碳Super-p:导电碳KS-15:粘结剂PVDF＝95:1:1:3，溶剂为NMP；负极浆料质量配比按(Li4Ti5O12):导电碳Super-p:导电碳KS-15:粘结剂PVDF＝91:3:2:4，溶剂为NMP。虽能缓解电解液的压力，提高首效、循环和倍率性能，但是其全电池电压大大降低，其电压窗口仅为2.0V-3.5V，大大降低了其能量密度，缩短续航里程；同时钛酸锂成本较高，普及应用有较大的困难。
因此，如何提升高电压镍锰酸锂锂离子电池的电化学性能，是亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全电池及其制备方法。本发明通过在尖晶石镍锰酸锂材料表面包覆富锂镍锰酸锂材料，富锂材料中过量的Li，经过高电压充放电之后能够转变成尖晶石镍锰酸锂，同时过量的Li将会消耗在负极，用于形成SEI膜时消耗的锂中，同时搭配加入了聚碳酸酯(PC)的高浓度锂盐的电解液，PC分子与锂离子发生溶剂化作用，形成络合物，在高电压下，络合的溶剂分子抗氧化性增强，增强了电解液高电压下的稳定，最终大大提高了镍锰酸锂/石墨全电池的首效和循环性能。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种全电池，所述全电池包括正极、负极、隔膜和电解液；
所述正极中的正极活性物质为镍锰酸锂材料，所述镍锰酸锂材料包括内核和位于内核表面的包覆层，所述内核包括尖晶石镍锰酸锂，所述包覆层包括富锂镍锰酸锂；
所述负极中的负极活性物质包括石墨；
所述电解液中包括聚碳酸酯和摩尔浓度为2～4mol/L的锂盐，例如2mol/L、2.5mol/L、3mol/L、3.5mol/L或4mol/L等。
本发明所提供的全电池，其正极中，在尖晶石镍锰酸锂材料表面包覆了富锂镍锰酸锂材料，富锂材料中过量的Li，经过高电压充放电之后能够转变成尖晶石镍锰酸锂，同时过量的Li将会消耗在负极，用于形成SEI膜时消耗的锂中，同时搭配加入了聚碳酸酯(PC)的高浓度锂盐的电解液，PC分子与锂离子发生溶剂化作用，形成络合物，在高电压下，络合的溶剂分子抗氧化性增强，增强了电解液高电压下的稳定，最终大大提高了镍锰酸锂/石墨全电池的首效和循环性能。
本发明中，正极活性物质和电解液通过协同作用，提升了电池首效的同时还提升了电池的循环性能，如果只对正极活性物质进行改性，则不能实现镍锰酸锂/石墨高压全电池的优异性能，电解液容易氧化分解，导致全电池首效偏低，如果只对电解液进行改性，尖晶石镍锰酸锂表面没有富锂材料层也会导致全电池容量首效偏低。
优选地，所述电解液中，非聚碳酸酯部分和聚碳酸酯的体积占比为10:(1～2)，例如10:1、10:1.1、10:1.2、10:1.3、10:1.4、10:1.5、10:1.6、10:1.7、10:1.8、10:1.9或10:2等。
优选地，所述富锂镍锰酸锂的中值粒径为50～200nm，例如50nm、80nm、100nm、120nm、150nm、180nm或200nm等。
本发明中，富锂镍锰酸锂的中值粒径过大，不利于全电池的容量发挥，电池容量偏低，而中值粒径过小，又会使得材料表面活性副反应增多，导致全电池循环性能变差。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述的全电池的制备方法，所述制备方法包括，将正极、负极、隔膜和电解液组装，得到所述全电池；
其中，所述正极中的正极活性物质的制备方法包括：
将锂源、锰源和镍源进行第一混合，第一烧结，得到被包覆物；然后将镍锰氢氧化物前驱体加入所述被包覆物中进行第二混合，然后进行第二烧结，得到所述正极活性物质；
其中，所述被包覆物包括尖晶石镍锰酸锂和残余锂源；第一混合过程中，Li:Ni:Mn的原子摩尔比为(1.1～1.2):(0.4～0.475):(1.6～1.525)，例如1.1:0.4:1.6、1.15:0.45:1.55或1.2:0.475:1.525等；镍锰氢氧化物前驱体和残余锂源中，Li:Me的原子摩尔比为(1.5～1.55):1，例如1.5:1、1.51:1、1.52:1、1.53:1、1.54:1或1.55:1等，所述Me为镍和锰的原子总和。
本发明所提供的全电池的组装方式，采用常规的、本领域技术人员可预期且可实现的技术手段即可，包括但不限于正极:SP:PVDF＝92:4:4进行匀浆，在20um厚的铝箔上涂布，制作正极片面密度8.28mg/cm2，石墨:SP:CMC:SBR＝92:4:1.7:2.3进行匀浆，在8um厚的铜箔上涂布，制作负极片面密度为3.29mg/cm2。使用R2032的纽扣电池壳进行扣电组装，采用PE材质的隔膜，滴加电解液80umL，进行封口。
本发明所提供的正极活性物质的制备方法，合成尖晶石镍锰酸锂时加入过量的锂源，可以使得到的尖晶石镍锰酸锂材料表面吸附一定量残余的锂源，让其与镍锰氢氧化物前驱体发生原位化学反应，在尖晶石镍锰酸锂表面直接形成一层包覆均匀的富锂材料，得到富锂LNMO@LNMO材料，此种原位包覆方法简单，且能形成一种均匀包覆的状态，能够提高材料的化学稳定性，富锂材料中过量的Li，经过高电压充放电之后能够转变成尖晶石镍锰酸锂，同时过量的Li将会消耗在负极，用于形成SEI膜时消耗的锂中大大提高了镍锰酸锂/石墨全电池的首效。
本发明中，第一混合过程中，锂源的摩尔占比如果不过量，则在形成镍锰酸锂之后其表面不能有残留锂源，这样会使得即使后续加入镍锰氢氧化物前驱体，也无法进行原位化学反应，生成富锂镍锰酸锂。
本发明中，残余锂源与镍锰氢氧化物前驱体的摩尔占比过小，则很难在尖晶石镍锰酸锂颗粒表面实现富锂材料的包覆结构。
优选地，所述锂源包括LiOH和/或Li2CO3。
优选地，所述锰源包括Mn3O4。
优选地，所述镍源包括NiO。
优选地，对第一烧结后的物料进行破碎。
优选地，所述被包覆物的中值粒径为6～9μm，例如6μm、7μm、8μm或9μm等。
优选地，所述第一烧结的升温速率为2～4℃/min，例如2℃/min、3℃/min或4℃/min等。
优选地，所述第一烧结的温度为800～900℃，例如800℃、810℃、820℃、830℃、840℃、850℃、860℃、870℃、880℃、890℃或900℃等。
优选地，所述第一烧结的时间为3～4h，例如3h或4h等。
本发明中，在800～900℃的烧结温度下，如果第一烧结的时间过小，低于3h，将不能完全形成尖晶石镍锰酸锂，而如果第一烧结时间过长，过多的锂源将会进入材料内部，使其成为富锂材料。
优选地，所述第二烧结的升温速率为2～4℃/min，例如2℃/min、3℃/min或4℃/min等。
优选地，所述第二烧结的温度为800～950℃，例如800℃、810℃、820℃、830℃、840℃、850℃、860℃、870℃、880℃、890℃、900℃、910℃、920℃、930℃、940℃或950℃等。
本发明中，在800～950℃下，位于尖晶石镍锰酸锂表面的残余锂源将于镍锰氢氧化物前驱体进行原位化学反应，直接在尖晶石镍锰酸锂表面生成富锂镍锰酸锂材料，如果温度过低，会出现形成的镍锰酸锂材料结晶性差，导致后期材料的循环性能变差的情况，而如果温度过高，又会导致锂源全部进入镍锰酸锂材料中形成不稳定的富锂材料，电压下降循环变差。
优选地，所述第二烧结的时间为10～12h，例如10h、11h或12h等。
作为优选的技术方案，所述制备方法包括以下步骤：
将正极、负极、隔膜和电解液组装，得到所述全电池；
其中，所述正极中的正极活性物质的制备方法包括：
以Li:Ni:Mn的原子摩尔比为(1.1～1.2):(0.4～0.475):(1.6～1.525)将锂源、锰源和镍源进行第一混合，然后以2～4℃/min的升温速率升温至800～900℃后烧结3～4h，对烧结后的物质进行破碎，得到中值粒径为6～9μm的被包覆物；然后将镍锰氢氧化物前驱体加入所述包覆物中进行第二混合，以2～4℃/min的升温速率升温至800～950℃后烧结10～12h，得到所述正极活性物质；
其中，所述被包覆物包括尖晶石镍锰酸锂和残余锂源；镍锰氢氧化物前驱体和残余锂源中，Li:Me的原子摩尔比为(1.5～1.55):1，所述Me为镍和锰的原子总和。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明通过在尖晶石镍锰酸锂材料表面包覆富锂镍锰酸锂材料，富锂材料中过量的Li，经过高电压充放电之后能够转变成尖晶石镍锰酸锂，同时过量的Li将会消耗在负极，用于形成SEI膜时消耗的锂中，同时搭配加入了聚碳酸酯(PC)的高浓度锂盐的电解液，PC分子与锂离子发生溶剂化作用，形成络合物，在高电压下，络合的溶剂分子抗氧化性增强，增强了电解液高电压下的稳定，最终大大提高了镍锰酸锂/石墨全电池的首效和循环性能。本发明所提供的镍锰酸锂/石墨全电池，0.1C下的首次放电容量可达113.6mAh/g以上，首效可达90.4％以上，然后在1C下循环50圈后，其容量保持率可达77.6％以上，进一步地调控第一烧结和第二烧结的温度，镍锰酸锂/石墨全电池，0.1C下的首次放电容量可达128.0mAh/g以上，首效可达92.1％以上，然后在1C下循环50圈后，其容量保持率可达98.2％以上。
附图说明
图1为实施例1和对比例1所提供的全电池的首次放电容量和首效对比图。
图2为实施例1和对比例1所提供的全电池的循环50圈后的放电容量和容量保持率对比图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种全电池，所述全电池包括正极、负极、隔膜和电解液；
所述正极中的正极活性物质为镍锰酸锂材料，所述镍锰酸锂材料包括内核和位于内核表面的包覆层，所述内核为尖晶石镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4，所述包覆层为中值粒径为50nm的富锂镍锰酸锂Li1.2Ni0.25Mn0.75O2；所述负极中的负极活性物质为石墨；
所述电解液中：使用2mol/L的LiPF6，EC:DEC(3:7v/v％)的电解液，电解液中还加入了PC(非聚碳酸酯部分和聚碳酸酯的体积占比为10:1)。
全电池中正极活性物质的制备方法如下：
(1)使用四氧化三锰Mn3O4为锰源，D50＝3μm；氧化镍NiO为镍源，D50＝9μm；Li2CO3为锂源，D50＝9μm；对Li2CO3、NiO和Mn3O4按照Li:Ni:Mn原子摩尔比为1.15:0.45:1.55进行混合；空气气氛下，在20L/min气流量下以4℃/min升温速率升温至800℃后保温4h，自然降温，进行收料，得LiNi0.5Mn1.5O2，对该材料进行砂磨，将材料粒度粒径控制在6μm，此时残余Li2CO3的质量占比为6％；
(2)按照残余Li2CO3中的Li元素与Ni0.25Mn0.75(OH)2前驱体中Me(Ni和Mn)元素摩尔之比为1.5:1比例，将Ni0.25Mn0.75(OH)2前驱体加入到上述合成的尖晶石镍锰酸锂材料中，使用混合搅拌器2000转搅拌20min；空气气氛下，在20L/min气流量中，以3℃/min的升温速率升温至900℃后保温10h，自然降温，得到LiNi0.5Mn1.5O4表面包覆Li1.2Ni0.25Mn0.75O2的正极活性物质。
实施例2
本实施例提供一种全电池，所述全电池包括正极、负极、隔膜和电解液；
所述正极中的正极活性物质为镍锰酸锂材料，所述镍锰酸锂材料包括内核和位于内核表面的包覆层，所述内核为尖晶石镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4，所述包覆层为中值粒径为100nm富锂镍锰酸锂Li1.3Ni0.4Mn0.6O2；所述负极中的负极活性物质为石墨；
所述电解液中：使用4mol/L的LiPF6，EC:DEC(3:7v/v％)的电解液，电解液中还加入了PC(非聚碳酸酯部分和聚碳酸酯的体积占比为5:1)。
全电池中正极活性物质的制备方法如下：
(1)使用四氧化三锰Mn3O4为锰源，D50＝4μm；氧化镍NiO为镍源，D50＝9.5μm；LiOH为锂源，D50＝9μm；对LiOH、NiO和Mn3O4按照Li:Ni:Mn原子摩尔比为1.2:0.0.475:1.525进行混合；空气气氛下，在20L/min气流量下以2℃/min升温速率升温至850℃后保温3h，自然降温，进行收料，得LiNi0.5Mn1.5O2，对该材料进行砂磨，将材料粒度粒径控制在7μm，此时残余LiOH的质量占比为4.55％；
(2)按照残余Li2CO3中的Li元素与Ni0.4Mn0.6(OH)2前驱体中Me(Ni和Mn)元素摩尔之比为1.55:1比例，将Ni0.4Mn0.6(OH)2前驱体加入到上述合成的尖晶石镍锰酸锂材料中，使用混合搅拌器2000转搅拌20min；空气气氛下，在20L/min气流量中，以4℃/min的升温速率升温至800℃后保温12h，自然降温，得到LiNi0.5Mn1.5O4表面包覆Li1.3Ni0.4Mn0.6O2的正极活性物质。
实施例3
本实施例提供一种全电池，所述全电池包括正极、负极、隔膜和电解液；
所述正极中的正极活性物质为镍锰酸锂材料，所述镍锰酸锂材料包括内核和位于内核表面的包覆层，所述内核为尖晶石镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4，所述包覆层为中值粒径为200nm富锂镍锰酸锂Li1.2Ni0.25Mn0.75O2；所述负极中的负极活性物质为石墨；
所述电解液中：使用4mol/L的LiPF6，EC:DEC(3:7v/v％)的电解液，电解液中还加入了PC(非聚碳酸酯部分和聚碳酸酯的体积占比为10:1.5)。
全电池中正极活性物质的制备方法如下：
(1)使用四氧化三锰Mn3O4为锰源，D50＝3μm；氧化镍NiO为镍源，D50＝9μm；Li2CO3为锂源，D50＝9μm；对Li2CO3、NiO和Mn3O4按照Li:Ni:Mn原子摩尔比为1.15:0.45:1.55进行混合；空气气氛下，在20L/min气流量下以3℃/min升温速率升温至900℃后保温3h，自然降温，进行收料，得LiNi0.5Mn1.5O2，对该材料进行砂磨，将材料粒度粒径控制在7.5μm，此时残余Li2CO3的质量占比为3.5％；
(2)按照残余Li2CO3中的Li元素与Ni0.25Mn0.75(OH)2前驱体中Me(Ni和Mn)元素摩尔之比为1.5:1比例，将Ni0.25Mn0.75(OH)2前驱体加入到上述合成的尖晶石镍锰酸锂材料中，使用混合搅拌器2000转搅拌20min；空气气氛下，在20L/min气流量中，以2℃/min的升温速率升温至950℃后保温10h，自然降温，得到LiNi0.5Mn1.5O4表面包覆Li1.2Ni0.25Mn0.75O2的正极活性物质。
实施例4
本实施例与实施例1的区别为，本实施例步骤(1)中，烧结时间为2.5h。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例5
本实施例与实施例1的区别为，本实施例步骤(1)中，烧结时间为4.5h。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例6
本实施例与实施例1的区别为，本实施例与实施例1的区别为，本实施例步骤(2)中，烧结温度为750℃。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例7
本实施例与实施例1的区别为，本实施例与实施例1的区别为，本实施例步骤(2)中，烧结温度为1000℃。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
对比例1
本对比例与实施例1的区别为，本对比例中的正极活性物质为尖晶石镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4；电解液为1mol/L的LiPF6和EC:DEC(3:7v/v％)。
正极活性物质的制备方法中，只进行步骤(1)。
图1示出了实施例1和对比例1所提供的全电池的首次放电容量和首效对比图，从图1中可以看出，本发明所提供的全电池，首次放电容量和首效均较为优异；图2示出了实施例1和对比例1所提供的全电池的循环50圈后的放电容量和容量保持率对比图，从图2中可以看出，本发明所提供的全电池还保持了优异的循环稳定性。
对比例2
本对比例与实施例1的区别为，本对比例中，正极活性物质为尖晶石镍锰酸锂LiNi0.5Mn1.5O4，其余物质与实施例1保持一致。
正极活性物质的制备方法中，只进行步骤(1)。
对比例3
本对比例与实施例1的区别为，本对比例中，电解液为1mol/L的LiPF6和EC:DEC(3:7v/v％)。
其余制备方法与参数与实施例1保持一致。
实施例1-7与对比例1-3中全电池(镍锰酸锂/石墨全电池)的制备方法均为：实施例1-7和对比例1-3所提供的正极活性物质:SP:PVDF＝92:4:4进行匀浆，在20μm厚的铝箔上涂布，制作正极片面密度8.28mg/cm2，石墨:SP:CMC:SBR＝92:4:1.7:2.3进行匀浆，在8μm厚的铜箔上涂布，制作负极片面密度为3.29mg/cm2。使用R2032的纽扣电池壳进行扣电组装，采用PE材质的隔膜，滴加电解液80μmL。
对实施例1-7与对比例1-3所提供的全电池进行电化学性能测试：
1C循环性能测试：使用蓝电测试仪进行测试，电压范围为3.4V-4.7V，0.1C充放电活化一圈，然后以0.5C恒流恒压充电，截止电流为0.05C，以1C电流进行恒流放电，循环50圈，得到首次放电容量、首次库伦效率、第50圈放电容量和第50圈容量保持率，其数据结果如表1所示。
表1
Figure BDA0003329522470000131
从实施例1与实施例4和5的数据结果可知，第一烧结的时间过短，不利于镍锰酸锂的结晶度的提高，从而影响循环性能，而第一烧结的时间过长，又会导致形成不稳定的富锂材料，电压降低循环性能变差。
从实施例1与实施例6和7的数据结果可知，第二烧结的温度过低，不利于富锂材料的形成，材料容量降低，而第二烧结的温度过高，又会导致富锂材料的颗粒尺寸增大，影响容量发挥。
从实施例1与对比例的数据结果可知，常规的尖晶石镍锰酸锂/石墨全电池，其首效以及循环性能均较差。
从实施例1与对比例2和3的数据结果可知，本发明中通过正极活性物质与电解液的协同搭配，可以更好地实现镍锰酸锂/石墨全电池高容量和高循环稳定性的发挥，而如果只对正极活性物质进行改进，则不能实现镍锰酸锂/石墨高压全电池的优异性能，电解液容易氧化分解，导致全电池首效偏低，而如果只对电解液进行改进，也会导致尖晶石镍锰酸锂表面没有富锂材料层也会导致全电池容量和首效偏低。
综上所述，本发明通过在尖晶石镍锰酸锂材料表面包覆富锂镍锰酸锂材料，富锂材料中过量的Li，经过高电压充放电之后能够转变成尖晶石镍锰酸锂，同时过量的Li将会消耗在负极，用于形成SEI膜时消耗的锂中，同时搭配加入了聚碳酸酯(PC)的高浓度锂盐的电解液，PC分子与锂离子发生溶剂化作用，形成络合物，在高电压下，络合的溶剂分子抗氧化性增强，增强了电解液高电压下的稳定，最终大大提高了镍锰酸锂/石墨全电池的首效和循环性能。本发明所提供的镍锰酸锂/石墨全电池，0.1C下的首次放电容量可达113.6mAh/g以上，首效可达90.4％以上，然后在1C下循环50圈后，其容量保持率可达77.6％以上，进一步地调控第一烧结和第二烧结的温度，镍锰酸锂/石墨全电池，0.1C下的首次放电容量可达128.0mAh/g以上，首效可达92.1％以上，然后在1C下循环50圈后，其容量保持率可达98.2％以上。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种全电池，其特征在于，所述全电池包括正极、负极、隔膜和电解液；
所述正极中的正极活性物质为镍锰酸锂材料，所述镍锰酸锂材料包括内核和位于内核表面的包覆层，所述内核包括尖晶石镍锰酸锂，所述包覆层包括富锂镍锰酸锂；
所述负极中的负极活性物质包括石墨；
所述电解液中包括聚碳酸酯和摩尔浓度为2～4mol/L的锂盐。
2.根据权利要求1所述的全电池，其特征在于，所述电解液中，非聚碳酸酯部分和聚碳酸酯的体积占比为10:(1～2)。
3.根据权利要求1或2所述的全电池，其特征在于，所述富锂镍锰酸锂的中值粒径为50～200nm。
4.一种根据权利要求1-3任一项所述的全电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括，将正极、负极、隔膜和电解液组装，得到所述全电池；
其中，所述正极中的正极活性物质的制备方法包括：
将锂源、锰源和镍源进行第一混合，第一烧结，得到被包覆物；然后将镍锰氢氧化物前驱体加入所述被包覆物中进行第二混合，然后进行第二烧结，得到所述正极活性物质；
其中，所述被包覆物包括尖晶石镍锰酸锂和残余锂源；第一混合过程中，Li:Ni:Mn的原子摩尔比为(1.1～1.2):(0.4～0.475):(1.6～1.525)；镍锰氢氧化物前驱体和残余锂源中，Li:Me的原子摩尔比为(1.5～1.55):1，所述Me为镍和锰的原子总和。
5.根据权利要求4所述的全电池的制备方法，其特征在于，所述锂源包括LiOH和/或Li2CO3；
优选地，所述锰源包括Mn3O4；
优选地，所述镍源包括NiO。
6.根据权利要求4或5所述的全电池的制备方法，其特征在于，对第一烧结后的物料进行破碎。
7.根据权利要求4-6任一项所述的全电池的制备方法，其特征在于，所述被包覆物的中值粒径为6～9μm。
8.根据权利要求4-7任一项所述的全电池的制备方法，其特征在于，所述第一烧结的升温速率为2～4℃/min；
优选地，所述第一烧结的温度为800～900℃；
优选地，所述第一烧结的时间为3～4h。
9.根据权利要求4-8任一项所述的全电池的制备方法，其特征在于，所述第二烧结的升温速率为2～4℃/min；
优选地，所述第二烧结的温度为800～950℃；
优选地，所述第二烧结的时间为10～12h。
10.根据权利要求4-9任一项所述的全电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
将正极、负极、隔膜和电解液组装，得到所述全电池；
其中，所述正极中的正极活性物质的制备方法包括：
以Li:Ni:Mn的原子摩尔比为(1.1～1.2):(0.4～0.475):(1.6～1.525)将锂源、锰源和镍源进行第一混合，然后以2～4℃/min的升温速率升温至800～900℃后烧结3～4h，对烧结后的物质进行破碎，得到中值粒径为6～9μm的被包覆物；然后将镍锰氢氧化物前驱体加入所述包覆物中进行第二混合，以2～4℃/min的升温速率升温至800～950℃后烧结10～12h，得到所述正极活性物质；
其中，所述被包覆物包括尖晶石镍锰酸锂和残余锂源；镍锰氢氧化物前驱体和残余锂源中，Li:Me的原子摩尔比为(1.5～1.55):1，所述Me为镍和锰的原子总和。
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