CN1889292A - 吡啶基醌衍生物作为负极材料的锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种吡啶基取代的苯并醌衍生物材料作为负极材料的低电压锂离子电池，以及以这种电池的制备方法。该衍生物材料具体为3－羟基－2－4(4－吡啶基)－1－4－萘酯(简称HPNO)，其电池的制备包括负极极片的制备：将HPNO、导电剂、粘结剂按一定的比例混合，制备成浆料，然后均匀涂覆于铜箔集流体上，再烘干，隔膜、电解液和正极分别采用商用的锂离子电池的隔膜、液态电解液和正极，按负极/隔膜/正极的顺序装配，封口即得所需电池。

Description

吡啶基醌衍生物作为负极材料的锂离子电池
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种采用新型负极材料的锂离子电池。
技术背景
能源技术和环境技术的综合高效率的开发和利用已成为十分紧迫的研究课题。自九十年代初，锂离子电池开发使用以来，整个电池工业在近十几年内经历了前所未有的巨大变革。锂离子电池商业化始于1990年，由于锂离子电池能量密度高，循环寿命长，工作电压大，安全无环境公害，目前已成为国内外电池工业的研究热点。锂离子电池的开发与研究主要集中在提高锂离子电池的可逆比容量、循环性能、安全性能等方面。
锂离子电池的特性和价格与它的电极材料密切相关，因此，电极材料的研究也是重点。电极材料应在充放电电压范围内有较高的电化学容量，有较好的稳定性和放电电压平稳性好的特点，同时应使锂离子在电极中的扩散系数很大，以减少极化造成的能量损耗。
现有的锂离子电池其负极多采用炭基材料，如天然石墨、人造石墨、中间相碳小球、沥青胶等等，虽然碳材料具有较高的比容量，但是由于其工作电位接近0V(vs.Li+/Li)，因此，金属锂容易在充放电过程中在碳负极上沉积，继而形成枝晶锂，而枝晶锂极易刺穿锂离子电池膈膜，造成电池短路，成为锂离子电池不安全的隐患。因此近些年来，开发一些欠锂电位较高的负极材料也逐渐成为研究的热点。
发明内容
本发明的目的在于提出一种采用新型负极材料的锂离子电池，该电池具有较宽的工作电位范围。
本发明提出的锂离子电池，由负极、隔膜和正极按顺序装配组成，其中的隔膜为商用锂离子电池隔膜，电解液为商用锂离子电池液态电解液，正极为锂或商用锂离子电池正极。其中，负极的主体材料采用吡啶基取代的醌衍生物材料，具体为3-羟基-2-(4-吡啶基)-1，4-萘醌(简称HPNO)。该分子材料HPNO的结构式如(A)所示，或以内盐形式存在，如(B)所示：
Figure A20061002916700041
本发明提出的锂离子电池的制备方法，主要是负极极片的制作，其他步骤同通常的锂离子电池的制作。负极极片的制作：将HPNO、导电剂、粘结剂三种组分配成混合浆料，其中HPNO占70-90％，导电剂占5-25％，粘结剂占3-7％。然后，将混合浆料均匀涂覆于铜箔集流体上，制成直径10～14mm的负极极片，在真空烘箱中70～100℃干燥10～15小时。电池的组装在充满氩气的手套箱中进行，所采用的隔膜为商用锂离子电池隔膜，电解液为商用锂离子电池液态电解液，正极为锂或商用锂离子电池正极，以负极/隔膜/正极的顺序装配，封口即成所需电池。经检测，该电池的工作区间为1.0V-3.0V(vs.Li+/Li)。
以HPNO为主的极片作负极，金属锂作为正极，组装试验电池，就可以考察其电化学性能。主要为一种低电压锂离子电池。
附图说明
图1为吡啶基醌的衍生物负极材料的首次充放电曲线。
其中，纵轴为电压(V)，横轴为电容量(mAh/g)
图2为吡啶基醌的衍生物负极材料的充放电循环曲线。
其中，纵轴为电容量保持度，横轴为循环次数。
具体实施方式
下面通过实施例进一步描述吡啶基醌作为负极材料的锂离子电池的制备方法
在负极极片的制作中，以HPNO∶导电剂∶粘结剂＝85∶10∶5的比例调制混合浆料。其中，导电剂采用己炔黑，粘结剂采用聚四氟乙烯乳液。然后，控制一定涂布厚度，将混合浆料均匀涂覆于铜箔集流体上，制成直径12mm的负极极片，在真空烘箱中80℃干燥12小时。电池的组装在充满氩气的手套箱中进行，所采用的隔膜为商用锂离子电池隔膜，电解液为商用锂离子电池液态电解液(如LiBF4碳酸二甲酯溶液)，以负极/膈膜/正极的顺序装配，封口即成实验电池。该实验电池的工作区间为1.0V-3.0V(vs.Li+/Li)。
图.1给出了该材料在上述测试区间的首次充放电曲线。可以看到，首次放电时，该材料在2.5-1.7V左右出现一个平缓的放电平台，首次的放电容量可以达到140mAh/g。而在首次充电时，出现了一个2.0-2.6V的充电平台，首次的充电容量可以有110mAh/g，首次充放电的库仑效率可以达到78％，该材料的充电平台与放电平台的电位差仅为200mV。采用该材料做负极片有较好的循环性能，经过30次循环后(见图.2)，仍能保持初始容量的65％。
综合该材料的电位平台、充放电容量以及循环性能，说明使用该材料作为负极的电池可以是一些低电压锂离子电池。

Claims (2)

1、一种锂离子电池，其特征在于采用简称为HPNO的3-羟基-2-(4-吡啶基)-1，4-萘醌作负极材料，该材料的结构式如(A)所示，或以内盐形式存在，如(B)所示：
Figure A2006100291670002C1
2、一种如权利要求1所述的锂离子电池的制作方法，其特征在于负极极片的制作步骤为：以HPNO、导电剂、粘结剂三种组分的混合物作为混合浆料，按重量百分比计，HPNO占70-90％，导电剂占5-25％，粘结剂占3-7％，三者总量满足100％；然后，将混合浆料均匀涂覆于铜箔集流体上，制成直径10～14mm的负极极片，在真空烘箱中70～100℃干燥10～15小时；电池的组装在充满氩气的手套箱中进行，所采用的隔膜为商用锂离子电池隔膜，电解液为商用锂离子电池液态电解液，正极为锂或商用锂离子电池正极，以负极/隔膜/正极的顺序装配，封口即成所需电池。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104779394A (zh) * 2015-04-17 2015-07-15 复旦大学 一种水系锂(钠)离子电池混合负极材料
CN104795567A (zh) * 2015-04-17 2015-07-22 复旦大学 基于碘离子溶液正极和有机物负极的水系锂离子/钠离子电池
CN105047933A (zh) * 2015-08-31 2015-11-11 张家港智电芳华蓄电研究所有限公司 一种可充的醌-氧化锰锂水系电池
CN105047932A (zh) * 2015-08-31 2015-11-11 张家港智电芳华蓄电研究所有限公司 一种水系锂离子电池用醌类化合物负极材料及水系锂离子电池
CN106159195A (zh) * 2015-03-31 2016-11-23 比亚迪股份有限公司 一种电芯和包含该电芯的锂离子电池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10112484B4 (de) * 2001-03-15 2004-08-05 Universität Heidelberg Chinonelektrode und Sekundärbatterie
JP4511811B2 (ja) * 2003-06-24 2010-07-28 日本電気株式会社 リチウムイオン二次電池の負極活物質用樹脂組成物、負極活物質用炭素材、その製造方法、およびリチウムイオン二次電池
CN1564348A (zh) * 2004-03-29 2005-01-12 天津大学 以苯胺－苯醌复合聚合物作为阴极材料的二次锂电池及制备
CN100422152C (zh) * 2005-12-08 2008-10-01 复旦大学 一种吡啶基醌衍生物材料及其制备方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106159195A (zh) * 2015-03-31 2016-11-23 比亚迪股份有限公司 一种电芯和包含该电芯的锂离子电池
CN106159195B (zh) * 2015-03-31 2018-12-21 比亚迪股份有限公司 一种电芯和包含该电芯的锂离子电池
CN104779394A (zh) * 2015-04-17 2015-07-15 复旦大学 一种水系锂(钠)离子电池混合负极材料
CN104795567A (zh) * 2015-04-17 2015-07-22 复旦大学 基于碘离子溶液正极和有机物负极的水系锂离子/钠离子电池
CN104795567B (zh) * 2015-04-17 2018-06-26 复旦大学 基于碘离子溶液正极和有机物负极的水系锂离子/钠离子电池
CN105047933A (zh) * 2015-08-31 2015-11-11 张家港智电芳华蓄电研究所有限公司 一种可充的醌-氧化锰锂水系电池
CN105047932A (zh) * 2015-08-31 2015-11-11 张家港智电芳华蓄电研究所有限公司 一种水系锂离子电池用醌类化合物负极材料及水系锂离子电池

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