ES2956010T3 - Batería de iones de litio - Google Patents

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Abstract

La presente invención proporciona una batería de iones de litio, y la batería de iones de litio comprende una placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo, un separador y un electrolito. El material activo positivo comprende un material con una fórmula química de LiaNixCoyM1-x-yO2, el material activo negativo comprende grafito, el valor OI de la película positiva representado por OIc y el valor OI de la película negativa representado por OIa satisfacen una relación: 0,05<= OIa/OIc<=10. Al igualar razonablemente el valor OI de la película positiva representada por OIc y el valor OI de la película negativa representada por OIa y hacer que OIa/OIc esté entre 0,05 y 10, se puede lograr el rendimiento dinámico de la placa del electrodo positivo y el rendimiento dinámico de la placa del electrodo negativo. Una combinación óptima, la batería de iones de litio puede tener una mayor capacidad de carga y también tener un ciclo de vida excelente y un excelente rendimiento de seguridad durante el uso de carga rápida a largo plazo. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Batería de iones de litio
Aplicaciones relacionadas
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente china No. CN201810695585.1, presentada el 29 de junio de 2018.
Campo de la presente invención
La presente invención se refiere al campo de las baterías y, en particular, se refiere a una batería de iones de litio. Las características del preámbulo de la reivindicación independiente se conocen por los documentos EP3322023A1, CN107403905A, US2014/227588A1 y EP2975677A1.
Antecedentes de la presente invención
En los últimos años, los problemas medioambientales y económicos del combustible causados por los automóviles que funcionan con combustible han atraído cada vez más atención, la gente tiene un deseo urgente de un automóvil de nueva energía ecológica, respetuosa con el medioambiente y económica para aliviar los problemas medioambientales y los problemas económicos causados por los automóviles que funcionan con combustible. Una batería de iones de litio se ha convertido en una parte indispensable de los automóviles de nueva energía debido a ventajas tales como alto voltaje, alta densidad de energía, ciclo de vida prolongado, baja autodescarga, ausencia de contaminación y similares. La batería de iones de litio es el corazón de los automóviles de nueva energía, y la velocidad de carga y el ciclo de vida de la batería de iones de litio determinan directamente la experiencia de los usuarios en los automóviles de nueva energía, por lo tanto la batería de iones de litio que tiene una capacidad de carga segura y rápida y ciclo de vida prolongado siempre ha sido el foco de investigación y mejora.
El rendimiento de la batería de iones de litio está estrechamente relacionado con el material activo positivo y el material activo negativo usados, y la selección de material activo positivo y material activo negativo de alta calidad tiene un efecto crítico para garantizar que la batería de iones de litio tenga un alto rendimiento de seguridad, alta velocidad de carga y fiabilidad de ciclo a largo plazo. Para lograr una gran velocidad de carga, las tecnologías existentes usualmente emplean reducir el peso del revestimiento, aumentar la cantidad del agente conductor y similares, sin embargo, estos métodos usualmente disminuyen significativamente la densidad de energía de la batería de iones de litio, y es difícil cumplir los requisitos sobre el kilometraje de duración de la batería de iones de litio. Si se realiza una carga rápida en una batería de iones de litio que no tiene capacidad de carga rápida, crecen dendritas de litio fácilmente sobre la superficie de la placa del electrodo negativo y la capacidad de la batería de iones de litio se pierde en gran medida. Además, las dendritas de litio con crecimiento continuo también pueden perforar el separador durante el uso de la batería de iones de litio, lo que supondrá un peligro para la seguridad de la batería de iones de litio.
Sumario de la presente invención
En vista del problema existente en los antecedentes, un objetivo de la presente invención es proporcionar una batería de iones de litio como se define en la reivindicación independiente, que puede hacer que la batería de iones de litio tenga una mayor capacidad de carga, y también hacer que la batería de iones de litio tenga excelente ciclo de vida y excelente rendimiento de seguridad durante el uso de carga rápida a largo plazo.
Para lograr el objetivo anterior, la presente invención proporciona una batería de iones de litio, que comprende una placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo, un separador y un electrolito, la placa de electrodo positivo comprende un colector de corriente positiva y una película positiva, la película positiva está dispuesta sobre al menos una superficie del colector de corriente positiva y comprende un material activo positivo, la placa de electrodo negativo comprende un colector de corriente negativa y una película negativa, la película negativa está dispuesta sobre al menos una superficie del colector de corriente negativa y comprende un material activo negativo. El material activo positivo comprende un material con una fórmula química LiaNiXCoyM1-x-yO2 , M es uno o dos seleccionados de Al y Mn, 0.95≤a≤1.2, 0<x<1, 0<y<1, 0<x+y<1, el material activo negativo comprende grafito, un valor OI de la película positiva representado por Oc y un valor OI de la película negativa representado por OIa satisfacen una relación: 0.2≤OIa/OIc≤3; OIc=C003/C110, C003 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (003) en el patrón de difracción de rayos X de la película positiva, C110 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (110) en el patrón de difracción de rayos X de la película positiva; OIa=C004/C110,, C004 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (004) en el patrón de difracción de rayos X de la película negativa, C110 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (110) en el patrón de difracción de rayos X de la película negativa; el valor OI de la película positiva representado por OIc es 5-80, en el que una densidad de prensado de la película positiva es 3.0 g/cm3 - 3.5 g/cm3 y una densidad de prensado de la película negativa es 1.0 g/cm3 - 1.6 g/cm3, según la reivindicación independiente 1.
En comparación con las tecnologías existentes, la presente invención incluye al menos los siguientes efectos beneficiosos: en la presente invención, al hacer coincidir razonablemente el valor OI de la película positiva representado por OIc y el valor OI de la película negativa representado por OIa y haciendo OIa/OIC entre 0.2 y 3, el rendimiento dinámico de la placa del electrodo positivo y el rendimiento dinámico de la placa del electrodo negativo pueden lograr una combinación óptima durante el procedimiento de carga rápida de la batería de iones de litio, la batería de iones de litio puede tener una mayor capacidad de carga, y también tener un excelente ciclo de vida y un excelente rendimiento de seguridad durante el uso de carga rápida a largo plazo.
Descripción detallada
En adelante se describe en detalle una batería de iones de litio según la presente invención.
La batería de iones de litio de la presente invención comprende una placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo, un separador y un electrolito, la placa de electrodo positivo comprende un colector de corriente positiva y una película positiva, la película positiva está dispuesta en al menos una superficie del colector de corriente positiva y comprende un material activo positivo, la placa de electrodo negativo comprende un colector de corriente negativa y una película negativa, la película negativa está dispuesta en al menos una superficie del colector de corriente negativa y comprende un material activo negativo. El material activo positivo comprende un material con una fórmula química LiaNiXCoyM1-x-yO2 , M es uno o dos seleccionados de Al y Mn, 0.95≤a≤1.2, 0<x<1, 0<y<1, 0<x+y<1, el material activo negativo comprende grafito, un valor OI de la película positiva representado por OIc y un valor OI de la película negativa representado por OIa satisfacen una relación: 0.2≤OIa/OIc≤3; OIc=C003/C110, C003 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (003) en el patrón de difracción de rayos X de la película positiva, C110 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (110) en el patrón de difracción de rayos X de la película positiva; OIa=C004/C110,, C004 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (004) en el patrón de difracción de rayos X de la película negativa, C110 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (110) en el patrón de difracción de rayos X de la película negativa; el valor OI de la película positiva representado por OIc es 5-80, en el que una densidad de prensado de la película positiva es 3.0 g/cm3 - 3.5 g/cm3 y una densidad de prensado de la película negativa es 1.0 g/cm3 - 1.6 g/cm3.
El valor OI de la película positiva se define como OIc=C003/C110, C003 representa un área del pico de difracción característico del plano cristalino (003) en el patrón de difracción de rayos X de la placa de electrodo positivo, C110 representa un área del pico de difracción característico del plano cristalino (110) en el patrón de difracción de rayos X de la placa del electrodo positivo.
El valor OI de la película negativa se define como OIa=C004/C110, C004 representa un área del pico de difracción característico del plano cristalino (004) en el patrón de difracción de rayos X de la placa del electrodo negativo, C110 representa un área del pico de difracción característico del plano cristalino (110) en el patrón de difracción de rayos X de la placa del electrodo negativo.
El valor OI de la película positiva puede reflejar el grado de orientación de las partículas de material activo positivo apiladas en la película positiva, el valor OI de la película negativa puede reflejar el grado de orientación de las partículas de material activo negativo apiladas en la película negativa. Los iones de litio se desintercalan del material activo positivo y se intercalan en el material activo negativo durante el procedimiento de carga, por lo tanto, el valor OI de la película positiva y el valor OI de la película negativa tienen un efecto significativo en la velocidad de carga y el ciclo de vida de la batería de iones de litio.
Si el valor OI de la película positiva es pequeño y el valor OI de la película negativa es grande, la orientación preferida de las partículas de material activo positivo ocurre en la película positiva y es perpendicular al colector de corriente positiva, y la orientación preferida de las partículas de material activo negativo ocurre en la película negativa y es paralela al colector de corriente negativa. Cuando se realiza una carga rápida en la batería de iones de litio en este caso, los iones de litio pueden desintercalarse del material activo positivo con una velocidad rápida, sin embargo, los iones de litio no pueden intercalarse oportunamente en el material activo negativo, una parte de los iones de litio se reducirán y precipitarán directamente sobre la superficie de la placa del electrodo negativo para formar dendritas de litio, la capacidad de la batería de iones de litio disminuirá. Además, la dendrita de litio con crecimiento continuo también perforará el separador durante el procedimiento del ciclo de carga-descarga de la batería de iones de litio y generará un mayor peligro para la seguridad; el crecimiento continuo de la dendrita de litio también consumirá demasiados iones de litio y la capacidad de la batería de iones de litio durante el procedimiento del ciclo disminuirá demasiado rápido.
Si el valor OI de la película positiva es grande y el valor OI de la película negativa es pequeño, la orientación preferida de las partículas de material activo positivo ocurre en la película positiva y es paralela al colector de corriente positiva, y la orientación preferida de las partículas de material activo negativo ocurre en la película negativa y es perpendicular al colector de corriente negativa. En este caso, cuando se realiza una carga rápida en la batería de iones de litio, aunque el material activo negativo tiene la capacidad de aceptar rápidamente los iones de litio, es muy difícil desintercalar los iones de litio del material activo positivo sin problemas, la polarización de la batería de iones de litio aumenta durante el procedimiento de carga rápida, y la velocidad de carga de la batería de iones de litio disminuye continuamente; finalmente, la batería de iones de litio solo se puede cargar con una pequeña corriente, afectando por ello al rendimiento dinámico de la batería de iones de litio.
Por lo tanto, al hacer coincidir razonablemente el valor OI de la película positiva representado por OIc y el valor OI de la película negativa representado por OIa y haciendo OIa/OIC entre 0.2 y 3, el rendimiento dinámico de la placa del electrodo positivo y el rendimiento dinámico de la placa del electrodo negativo pueden lograr una coincidencia óptima durante el procedimiento de carga rápida de la batería de iones de litio, la batería de iones de litio puede tener una mayor capacidad de carga, y también tener un excelente ciclo de vida y un excelente rendimiento de seguridad durante el uso de carga rápida a largo plazo.
Según la invención, el valor OI de la película positiva representado por OIc y el valor OI de la película negativa representado por OIa satisfacen una relación: 0.2≤OIa/OIc≤3.
En la batería de iones de litio de la presente invención, preferiblemente, el valor OI de la película positiva representado por OIc es 5~80. Cuando el valor OI de la película positiva se encuentra dentro del intervalo anterior, los iones de litio se desintercalan más fácilmente y se intercalan en los sitios activos en la superficie del material activo positivo para mejorar más la velocidad de transmisión de los iones de litio y mejorar más la velocidad de transmisión de los iones de litio y mejorar más la capacidad de carga y el ciclo de vida de la batería de iones de litio.
En la batería de iones de litio de la presente invención, preferiblemente, el valor OI de la película negativa representado por OIa es 4~50; más preferiblemente, el valor OI de la película negativa representado por OIa es 5~30. Cuando el valor OI de la película negativa se encuentra dentro del intervalo preferido anterior del mismo, los iones de litio se intercalan y desintercalan más fácilmente de los sitios activos en la superficie del material activo negativo para mejorar más la velocidad de transmisión de los iones de litio y mejorar más la capacidad de carga y el ciclo de vida de la batería de iones de litio.
En la batería de iones de litio de la presente invención, un valor OI de un polvo del material activo y el tamaño de partícula del material activo en la película (es decir, la película positiva y la película negativa) afectarán al valor OI de la película, por lo tanto, el valor OI de la película se puede ajustar seleccionando el material activo apropiado.
Preferiblemente, un valor OI de un polvo del material activo positivo representado por Goi es 3~15; más preferiblemente, el valor OI del polvo del material activo positivo representado por Goi es 5~ 10. Preferiblemente, el valor OI del polvo del material activo negativo representado por Voi es 2~11. Cuando el valor OI del polvo del material activo positivo se encuentra dentro del intervalo preferido anterior del mismo y el valor OI del polvo del material activo negativo se encuentra dentro del intervalo preferido anterior del mismo, el material activo positivo y el material activo negativo pueden tener mejor isotropía, que es más beneficiosa para la desintercalación e intercalación de los iones de litio.
Preferiblemente, un diámetro medio de partícula D50 del material activo positivo es 3 ^m ~ 20 |jm; más preferiblemente, el diámetro medio de partícula D50 del material activo positivo es 3 ^m ~ 12 ^m. Preferiblemente, un diámetro medio de partícula D50 del material activo negativo es 1 ^m ~ 25 ^m; más preferiblemente, el diámetro medio de partícula D50 del material activo negativo es 4 ^m ~ 15 ^m. Cuando el tamaño de partícula del material activo positivo se encuentra dentro del intervalo preferido anterior del mismo y el tamaño de partícula del material activo negativo se encuentra dentro del intervalo preferido anterior del mismo, la película positiva y la película negativa pueden tener mejor homogeneidad, evitando por ello que el material activo (es decir, el material activo positivo y el material activo negativo) con un tamaño de partícula demasiado pequeño afecte al rendimiento de la batería de iones de litio al generar más reacciones secundarias con el electrolito, y también evitando que el material activo con un tamaño de partícula demasiado grande afecte al rendimiento de la batería de iones de litio al dificultar la transmisión de los iones de litio dentro del material activo.
En la batería de iones de litio de la presente invención, los parámetros de prensado en frío (tales como velocidad de prensado en frío, temperatura de prensado en frío, presión de prensado en frío, tiempos de prensado en frío y similares) de la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo también afectarán al grado de orientación de las partículas apiladas en la película (es decir, la película positiva y la película negativa) y afectarán aún más al valor OI de la película (es decir, la película positiva y la película negativa), por lo tanto, el valor OI de la película (es decir, la película positiva y la película negativa) también se pueden ajustar controlando los parámetros de prensado en frío de la placa del electrodo (es decir, la placa del electrodo positivo y la placa del electrodo negativo).
Según la invención, una densidad de prensado de la película positiva es 3.0 g/cm3~3.5 g/cm3. Según la invención, una densidad de prensado de la película negativa es 1.0 g/cm3~1.6 g/cm3. Cuando la densidad de prensado de la película positiva se encuentra dentro del intervalo anterior y la densidad de prensado de la película negativa se encuentra dentro del intervalo anterior, la integridad de la partícula de material activo positivo es mayor y la integridad de la partícula de material activo negativo es mayor, y el contacto eléctrico entre las partículas de material activo positivo es mejor y el contacto eléctrico entre las partículas de material activo negativo es mejor.
En la batería de iones de litio de la presente invención, el valor OI de la película (es decir, la película positiva y la película negativa) también se puede ajustar usando una técnica de inducción de campo magnético durante el procedimiento de revestimiento de una suspensión (es decir, una suspensión positiva y una suspensión negativa).
En la batería de iones de litio de la presente invención, el material activo positivo puede comprender además uno o más seleccionados de un grupo que consiste en capas de LiMnO2 , espinela de LiMn2O4, LiNiXMn2-xO4 (0<x<2), LiCoO2 y LiFePO4 además de LiaNiXCoyM1-x-yO2.
En la batería de iones de litio de la presente invención, la modificación por dopaje y/o la modificación por revestimiento se pueden realizar además en el material activo positivo anterior (tal como LiaNiXCoyM1-x-yO2 y similares).
La modificación por dopaje puede ser dopaje catiónico, dopaje aniónico o dopaje de complejo anión-catión, el propósito de la modificación por dopaje es dopar algunos cationes, aniones o iones complejos en la red cristalina del material activo positivo para reducir la mezcla de cationes, es beneficioso para reducir la capacidad irreversible del primer ciclo, particularmente haciendo la integridad de la estructura en capas de LiaNiXCoyM1-x-yO2 más completa y haciendo la estabilidad de la estructura cristalina de LiaNiXCoyM1-x-yO2 mayor, por lo tanto, la probabilidad de que las partículas se rompan y la probabilidad de que se dañe la estructura cristalina son menores, lo que es beneficioso para mejorar el rendimiento de ciclo y la estabilidad térmica de la batería de iones de litio. El método específico de la modificación por dopaje no está limitado, por ejemplo, se puede usar un dopaje húmedo en la etapa de coprecipitación del precursor, o se puede usar un dopaje seco en la etapa de sinterización.
Preferiblemente, un elemento usado en el dopaje catiónico puede ser uno o más seleccionados de un grupo que consiste en Al, Zr, Ti, B, Mg, V, Cr, Zn e Y.
Preferiblemente, un elemento usado en el dopaje aniónico puede ser uno o más seleccionados de un grupo que consiste en F, P y S, siendo más preferible F. El F no sólo puede promover la sinterización del material activo positivo para hacer que la estructura del material activo positivo sea más estable, sino que también puede estabilizar la interfase entre el material activo positivo y el electrolito durante el procedimiento de ciclo, por lo tanto es beneficioso para mejorar el rendimiento de ciclo de la batería de iones de litio.
Preferiblemente, la cantidad total de dopaje de cationes y aniones no es superior al 20%.
La modificación por revestimiento consiste en formar una capa de revestimiento sobre la superficie del material activo positivo para separar el electrolito y el material activo positivo y evitar que el electrolito entre en contacto directamente con el material activo positivo, que puede reducir las reacciones secundarias entre el electrolito y el material activo positivo en gran medida, reducir la disolución de los metales de transición dentro del material activo positivo y mejorar la estabilidad electroquímica del material activo positivo. La presencia de la capa de revestimiento también puede inhibir el colapso de la estructura cristalina del material activo positivo durante los ciclos repetidos de carga-descarga, reducir la probabilidad de rotura de partículas y la probabilidad de daño de la estructura cristalina, por lo tanto es beneficiosa para mejorar el rendimiento de ciclo de la batería de iones de litio. El método específico de modificación por revestimiento no está limitado, por ejemplo, se puede usar un revestimiento húmedo en la etapa de coprecipitación del precursor, o se puede usar un revestimiento seco en la etapa de sinterización.
Preferiblemente, la capa de revestimiento puede ser una o más seleccionadas de un grupo que consiste en una capa de carbono, una capa de grafeno, una capa de óxido, una capa de sal inorgánica y una capa de polímero conductor. El óxido puede ser un óxido formado a partir de uno o más seleccionados de un grupo que consiste en Al, Ti, Mn, Zr, Mg, Zn, Ba, Mo y B; la sal inorgánica puede ser una o más seleccionadas de un grupo que consiste en Li2ZrO3, LiNbO3, Li4Ti5O12, LÍ2T íO3 , LiTiO2 , Li3VO4 , LiSnO3 , Li2SiO3 , LiAlO2 , AlPO4 y A F 3 ; el polímero conductor puede ser polipirrol (PPy), poli(3,4-etilendioxitiofeno) (PEDOT) o poliamida (PI).
Preferiblemente, una masa de la capa de revestimiento no es superior al 20%.
Preferiblemente LiaNiXCoyM1-x-yO2 puede ser uno o más seleccionados específicamente de un grupo que consiste en LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 (NCM333), LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (NCM523), LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 (NCM622), LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811), LiNi0.8Co0.1Al0.1O2 y LiNi0.85Co0.15Al0.05O2.
En la batería de iones de litio de la presente invención, al menos una parte del material activo positivo son partículas monocristalinas. El material activo positivo que son partículas monocristalinas puede mejorar toda la densidad de prensado y la extensibilidad de la placa del electrodo positivo, y también reducir el área de contacto entre el material activo positivo y el electrolito, reducir la aparición de reacciones secundarias en la interfase entre el material activo positivo y el electrolito, reducir la cantidad de gas que se generará, mejorar adicionalmente por ello el rendimiento de ciclo de la batería de iones de litio.
En la batería de iones de litio de la presente invención, el grafito puede ser uno o más seleccionados de un grupo que consiste en grafito artificial, grafito natural y grafito modificado. El material activo negativo puede comprender además uno o más seleccionados de un grupo que consiste en carbono blando, carbono duro, fibra de carbono, microperlas de mesocarbono, material a base de silicio, material a base de estaño y titanato de litio además del grafito. El material a base de silicio puede ser uno o más seleccionados de un grupo que consiste en silicio elemental, óxido de silicio, compuesto de silicio-carbono y aleación de silicio, el material a base de estaño es uno o más seleccionados de un grupo que consiste en estaño elemental, compuesto de óxido de estaño y aleación de estaño.
En la batería de iones de litio de la presente invención, un tipo de colector de corriente positiva no está específicamente limitado y puede seleccionarse basándose en las demandas reales, por ejemplo, el colector de corriente positiva puede ser una lámina de aluminio, una lámina de níquel o una película de polímero conductora, y preferiblemente, el colector de corriente positiva es la lámina de aluminio.
En la batería de iones de litio de la presente invención, un tipo de colector de corriente negativa no está específicamente limitado y puede seleccionarse basándose en las demandas reales, por ejemplo, el colector de corriente negativa puede ser una lámina de cobre, una lámina de cobre revestida de carbono o una película de polímero conductora y, preferiblemente, el colector de corriente negativo es la lámina de cobre.
En la batería de iones de litio de la presente invención, la película positiva comprende además un agente conductor y un aglutinante, los tipos y contenidos del agente conductor y del aglutinante no están específicamente limitados y pueden seleccionarse basándose en las demandas reales.
En la batería de iones de litio de la presente invención, la película negativa comprende además un agente conductor y un aglutinante, los tipos y contenidos del agente conductor y del aglutinante no están específicamente limitados y pueden seleccionarse basándose en las demandas reales.
En la batería de iones de litio de la presente invención, el tipo de separador no está específicamente limitado y puede seleccionarse basándose en las demandas reales, el separador puede ser cualquier separador usado en baterías existentes, por ejemplo, el separador puede ser una membrana de polietileno, una membrana de polipropileno, una membrana de poli(fluoruro de vinilideno) y una membrana de composite multicapa de las mismas, pero la presente invención no se limita a las mismas.
En la batería de iones de litio de la presente invención, el electrolito comprende una sal de litio y un disolvente orgánico, los tipos y componentes específicos de la sal de litio y el disolvente orgánico no están específicamente limitados y pueden seleccionarse en función de las demandas reales. Preferiblemente, la sal de litio puede ser una o más seleccionadas de un grupo que consiste en hexafluorofosfato de litio, tetrafluoroborato de litio y perclorato de litio, el disolvente orgánico puede comprender uno o más seleccionados de un grupo que consiste en carbonato cíclico, carbonato de cadena y carboxilato. El electrolito también puede comprender aditivos funcionales, tales como carbonato de vinileno, sulfato de etileno, propanosultona, carbonato de fluoroetileno y similares.
En la batería de iones de litio de la presente invención, los parámetros del material activo positivo, el material activo negativo, la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo positivo se pueden medir de la siguiente manera, o medirse según otros métodos conocidos en la técnica y los resultados obtenidos están ambos dentro del intervalo de error.
El tamaño medio de partícula D50 del material activo positivo y del material activo negativo se puede medir mediante un analizador de tamaño de partícula por difracción láser (Mastersizer 3000), la distribución de tamaño de partícula se obtiene con el método de análisis de tamaño de partícula por difracción láser (refiriéndose específicamente a GB /T19077-2016), y el tamaño medio de partícula está representado por el valor de la mediana D50 de la distribución del tamaño de partícula en volumen.
El valor OI del polvo del material activo positivo y el valor OI de la película positiva se pueden obtener mediante un difractómetro de rayos X de polvo (X'pert PRO), se obtiene un patrón de difracción de rayos X según las reglas generales para el análisis difractométrico de rayos X JIS K 0131-1996, valor OUC003/C110, C003 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (003), C110 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (110). Específicamente, el método de ensayo del valor OI del polvo del material activo positivo comprende las etapas de: colocar directamente una cierta cantidad del polvo del material activo positivo en un difractómetro de rayos X de polvo, y obtener un área del pico de difracción característico del plano cristalino (003) y el área del pico de difracción característico del plano cristalino (110) mediante análisis difractométrico de rayos X, obteniendo a su vez el valor OI del polvo del material activo positivo. Específicamente, el método de ensayo del valor OI de la película positiva comprende las etapas de: colocar directamente la placa de electrodo positivo preparada en un difractómetro de rayos X de polvo, y obtener el área del pico de difracción característico del plano cristalino (003) y el área del pico de difracción característico del plano cristalino (110) mediante análisis difractométrico de rayos X, obteniendo a su vez el valor OI de la película positiva.
El valor OI del polvo del material activo negativo y el valor OI de la película negativa se pueden obtener mediante un difractómetro de rayos X de polvo (X'pert PRO), se obtiene un patrón de difracción de rayos X según las reglas generales para el análisis difractométrico de rayos X JIS K 0131 -1996 y el método de determinación del parámetro de red del grafito artificial JB/T4220-2011, el valor OI = C004/C110, C004 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (004), C110 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (110). Específicamente, el método de ensayo del valor OI del polvo de material activo negativo comprende las etapas de: colocar directamente una cierta cantidad del polvo de material activo negativo en un difractómetro de rayos X de polvo, y obtener un área del pico de difracción característico del plano cristalino (004) y un área del pico de difracción característico del plano cristalino (110) mediante análisis difractométrico de rayos X, obteniendo a su vez el valor OI del polvo del material activo negativo. Específicamente, el método de ensayo del valor OI de la película negativa comprende las etapas de: colocar directamente la placa de electrodo negativo preparada en un difractómetro de rayos X de polvo, y obtener el área del pico de difracción característico del plano cristalino (004) y el área del pico de difracción característico del plano cristalino (110) mediante análisis difractométrico de rayos X, obteniendo a su vez el valor OI de la película negativa.
La densidad de prensado de la película positiva y la película negativa se define como PD=m/V, en la que m representa el peso de la película (es decir, la película positiva y la película negativa), V representa el volumen de la película y m puede pesarse con una balanza electrónica con una precisión de 0.01 g o más, el volumen V de la película es un producto del área de la superficie de la película y el grosor de la película, y el grosor de la película se puede medir mediante un micrómetro espiral con una precisión de 0.5 μm.
En lo sucesivo, la presente invención se describirá en detalle en combinación con ejemplos. Cabe señalar que los ejemplos descritos en la presente invención solo se usan para explicar la presente invención y no pretenden limitar la presente invención.
Se prepararon todas las baterías de iones de litio de los ejemplos 1-20 y los ejemplos comparativos 1-6 según el siguiente método de preparación.
(1) Preparación de una placa de electrodo positivo.
El material activo positivo mostrado en la Tabla 1, negro de acetileno (agente conductor) y PVDF (aglutinante) según una relación de masa de 96:2:2 se mezclaron uniformemente con NMP (disolvente), que luego se volvió homogéneo agitando vía un mezclador a vacío, se obtuvo una suspensión positiva; luego, la suspensión positiva se revistió uniformemente sobre un colector de corriente positiva, luego se realizó el secado a temperatura ambiente y se realizó un secado continuo en un horno, al que luego siguió el prensado en frío y el corte de la placa, finalmente se obtuvo la placa de electrodo positivo. Durante la preparación de la placa de electrodo positivo, después de seleccionar un material activo positivo adecuado, se pudieron obtener películas positivas con diferentes valores de OI ajustando adecuadamente los parámetros de prensado en frío o usando adicionalmente la técnica de inducción de campo magnético.
(2) Preparación de una placa de electrodo negativo.
El material activo negativo mostrado en la Tabla 1, negro de acetileno (agente conductor), CMC (agente espesante), SBR (aglutinante) según una relación de masa de 96.4:1:1.2:1.4 se mezclaron uniformemente con agua desionizada (disolvente), que luego se volvió homogéneo agitando vía un mezclador a vacío, se obtuvo una suspensión negativa; luego, la suspensión negativa se revistió uniformemente sobre un colector de corriente negativa, luego se realizó el secado a temperatura ambiente y se realizó un secado continuo en un horno, al que luego siguió el prensado en frío y el corte de la placa, finalmente se obtuvo la placa de electrodo negativo. Durante la preparación de la placa de electrodo negativo, después de seleccionar un material activo negativo adecuado, se pudieron obtener películas negativas con diferentes valores de OI ajustando adecuadamente los parámetros de prensado en frío o usando adicionalmente la técnica de inducción de campo magnético.
(3) Preparación de un electrolito.
Se mezclaron carbonato de etileno (EC), carbonato de etilmetilo (EMC) y carbonato de dietilo (DEC) según una relación de volumen de 1:1:1 para obtener un disolvente orgánico, luego LiPF6 suficientemente seco se disolvió en el disolvente orgánico mixto para obtener un electrolito, y la concentración del electrolito era de 1 mol/l.
(4) Preparación de un separador
El separador era una membrana de polietileno.
(5) Preparación de una batería
La placa de electrodo positivo, el separador y la placa de electrodo negativo se estratificaron en orden, el separador se colocó entre la placa de electrodo positivo y la placa de electrodo negativo para separar la placa de electrodo positivo de la placa de electrodo negativo, luego la placa de electrodo positivo, el separador y la placa de electrodo negativo se enrollaron conjuntamente para formar un conjunto de electrodos, luego el conjunto de electrodos se colocó en una envoltura, que fue seguido de horneado, inyección de electrolito, envasado al vacío, modo de espera, formación, conformado y similares, finalmente se obtuvo una batería de iones de litio.
En lo sucesivo, se describen procedimientos de ensayo de las baterías de iones de litio.
(1) Ensayo del rendimiento dinámico.
A 25°C, las baterías de iones de litio preparadas en los ejemplos y los ejemplos comparativos se cargaron completamente a una corriente constante de 4 C y se descargaron completamente a una corriente constante de 1 C durante 10 ciclos, luego las baterías de iones de litio se cargaron completamente a una corriente constante de 4 C, luego se desmontó la placa de electrodo negativo y se observó la precipitación de litio en la superficie de la placa de electrodo negativo. El área de precipitación de litio de menos del 5% se consideró precipitación leve de litio, el área de precipitación de litio del 5% al 40% se consideró precipitación moderada de litio y el área de precipitación de litio de más del 40% se consideró una precipitación grave de litio.
(2) Ensayo del rendimiento de ciclo.
A 25°C, las baterías de iones de litio preparadas en los ejemplos y los ejemplos comparativos se cargaron a una corriente constante de 3 C y se descargaron a una corriente constante de 1 C, se repitió el ciclo de carga completadescarga completa hasta que la capacidad de la batería de iones de litio se redujo al 80% de la capacidad inicial y se registró el número de ciclos de la batería de iones de litio.
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En los ejemplos 4 y 7 de la presente invención, haciendo coincidir razonablemente el valor OI de la película positiva representado por OIc y el valor OI de la película negativa representado por OIa y haciendo OIa/OIc entre 0.2 y 3, así como la densidad de prensado de las películas positiva y negativa, respectivamente, y cuando OIc es 5-80, el rendimiento dinámico de la placa de electrodo positivo y el rendimiento dinámico de la placa de electrodo negativo podrían lograr la combinación óptima durante el procedimiento de carga rápida de la batería de iones de litio, la batería de iones de litio podría tener una mayor capacidad de carga, y también tener excelente ciclo de vida durante el uso de carga rápida a largo plazo. Los ejemplos 1 -3, 5, 6 y 8-20, como se describen en detalle en la tabla 1, no forman parte de la presente invención.
En los ejemplos comparativos 1-6, las relaciones entre el valor OI de la película negativa representado por OIa y el valor OI de la película positiva representado por OIc eran demasiado grandes o demasiado pequeños, y no todos eran beneficiosos para obtener una batería de iones de litio que tuviera tanto excelente rendimiento dinámico como ciclo de vida prolongado.
Cuando el valor OI de la película positiva representado por OIc era mayor, el valor OI de la película negativa representado por OIa era más pequeño y OIa/OIc era inferior a 0.2, la orientación preferida de las partículas de material activo positivo ocurrió en la película positiva y fue paralela al colector de corriente positiva, y la orientación preferida de las partículas de material activo negativo ocurrió en la película negativa y fue perpendicular al colector de corriente negativa. Cuando se realizó una carga rápida en la batería de iones de litio en este caso, aunque el material activo negativo tenía la capacidad de aceptar rápidamente los iones de litio, sin embargo, era muy difícil desintercalar los iones de litio del material activo positivo sin problemas, la polarización de la batería aumentó continuamente y la velocidad de carga disminuyó continuamente durante el procedimiento de carga rápida continua, afectando por ello significativamente al uso de la batería de iones de litio. Cuando el valor OI de la película positiva representado por OIc era menor, el valor OI de la película negativa representado por OIa era más grande y OIa/OIc era más de 3, la orientación preferida de las partículas de material activo positivo ocurrió en la película positiva y fue perpendicular al colector de corriente positiva, y la orientación preferida de las partículas de material activo negativo se produjo en la película negativa y fue paralela al colector de corriente negativa. Cuando se realizó una carga rápida en la batería de iones de litio en este caso, los iones de litio pudieron desintercalarse del material activo positivo con una velocidad rápida, sin embargo, los iones de litio no pudieron intercalarse oportunamente en el material activo negativo, una parte de los iones de litio se reducirían directamente y precipitarían en la superficie de la placa de electrodo negativo para formar dendritas de litio, la capacidad de la batería de iones de litio disminuiría. Además, el crecimiento continuo de la dendrita de litio también consumiría demasiados iones de litio, la capacidad de la batería de iones de litio durante el procedimiento de carga rápida a largo plazo disminuiría demasiado rápido y era difícil obtener una batería de iones de litio que tuviera ciclo de vida prolongado.
En la batería de iones de litio de la presente invención, el valor OI de la película positiva representado por OIc es 5-80, el valor OI de la película negativa representado por OIa preferiblemente era de 4~50, cuando cada uno de ellos estaba dentro del intervalo preferido anterior del mismo, era más beneficioso para la desintercalación y la intercalación de los iones de litio, y más beneficioso para mejorar la capacidad de carga de la batería de iones de litio y extender el ciclo de vida de la batería de iones de litio. Sin embargo, cuando el valor OI de la película positiva representado por OIc o el valor OI de la película negativa representado por OIa no se encontraba dentro del intervalo preferido anterior, pero OIa/OIc estaba entre 0.2 y 3, la batería de iones de litio todavía tenía un rendimiento dinámico excelente en comparación con los ejemplos 13-16, y tenía un ciclo de vida más prolongado en comparación con la técnica anterior. Más preferiblemente, el valor OI de la película negativa representado por OIa era 5 ~ 30.
Según la invención anterior y las enseñanzas de la presente invención, una persona experta en la técnica también puede realizar variaciones y modificaciones apropiadas a las formas de implementación anteriores. Por lo tanto, la presente invención no se limita a las formas de implementación específicas divulgadas y descritas en lo anterior, se contemplan modificaciones y variaciones de la presente invención, siempre que estén dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas de la presente invención. Además, aunque en la presente invención se usan terminologías específicas, estas terminologías son simplemente para facilitar la descripción y no pretenden limitar la presente invención.

Claims (12)

REIVINDICACIONES
1. Una batería de iones de litio que comprende una placa de electrodo positivo, una placa de electrodo negativo, un separador y un electrolito, comprendiendo la placa de electrodo positivo un colector de corriente positiva y una película positiva, estando dispuesta la película positiva sobre al menos una superficie del colector de corriente positiva y comprendiendo un material activo positivo, comprendiendo la placa de electrodo negativo un colector de corriente negativa y una película negativa, estando dispuesta la película negativa sobre al menos una superficie del colector de corriente negativa y comprendiendo un material activo negativo;
en la que el material activo positivo comprende un material con una fórmula química LiaNiXCoyM1-x-yO2 , M es uno o dos seleccionados de Al y Mn, 0.95≤a≤1.2, 0<x<1, 0<y<1, 0<x+y<1;
el material activo negativo comprende grafito;
caracterizada por el hecho de que
un valor OI de la película positiva representado por OIc y un valor OI de la película negativa representado por OIa satisfacen una relación: 0.2≤OIa/OIc≤3;
OIc=C003/C110, C003 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (003) en el patrón de difracción de rayos X de la película positiva, C110 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (110) en el patrón de difracción de rayos X de la película positiva;
OIa=C004/C110,, C004 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (004) en el patrón de difracción de rayos X de la película negativa, C110 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (110) en el patrón de difracción de rayos X de la película negativa, medida como se describe en la descripción;
el valor OI de la película positiva representado por OIc es 5-80, en la que la densidad de prensado de la película positiva es 3.0 g/cm3 - 3.5 g/cm3 y una densidad de prensado de la película negativa es 1.0 g/cm3 - 1.6 g/cm3.
2. La batería de iones de litio según la reivindicación 1, en la que
el valor OI de la película positiva representado por OIc y el valor OI de la película negativa representado por OIa satisfacen una relación: 0.2≤OIa/OIc≤0.6.
3. La batería de iones de litio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 -2, en la que el valor OI de la película positiva representado por OIc es 20~80.
4. La batería de iones de litio según la reivindicación 3, en la que el valor OI de la película positiva representado por OIc es 28~80.
5. La batería de iones de litio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 -4, en la que el valor OI de la película negativa representado por OIa es 4~50.
6. La batería de iones de litio según la reivindicación 5, en la que el valor OI de la película negativa representado por OIa es 5~30.
7. La batería de iones de litio según la reivindicación 6, en la que el valor OI de la película negativa representado por OIa es 12~30.
8. La batería de iones de litio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que
un diámetro medio de partícula D50 del material activo positivo es 3 gm ~ 12 gm; y/o
un diámetro medio de partícula D50 del material activo negativo es 4 gm ~ 15 gm, medido como se describe en la descripción.
9. La batería de iones de litio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que
un valor OI de un polvo del material activo positivo representado por Goi es 3~15; y/o
un valor OI de un polvo del material activo negativo representado por Voi es 2~11;
Goi= C W C '110, C'003 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (003) en el patrón de difracción de rayos X del polvo del material activo positivo, C'110 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (110) en el patrón de difracción de rayos X del polvo del material activo positivo;
Voi= C W C 'iio, C'oo4 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (004) en el patrón de difracción de rayos X del polvo del material activo negativo, C '110 representa el área del pico de difracción característico del plano cristalino (11o) en el patrón de difracción de rayos X del polvo del material activo negativo.
10. La batería de iones de litio según una cualquiera de las reivindicaciones 1-9, en la que la modificación por dopaje y/o la modificación por revestimiento se realiza además en el material activo positivo.
11. La batería de iones de litio según la reivindicación 10, en la que
la modificación por dopaje es dopaje catiónico, dopaje aniónico o dopaje de complejo anión-catión;
una capa de revestimiento sobre el material activo positivo es una o más seleccionadas de un grupo que consiste en una capa de carbono, una capa de grafeno, una capa de óxido, una capa de sal inorgánica y una capa de polímero conductor.
12. La batería de iones de litio según una cualquiera de las reivindicaciones 1-11, en la que al menos una parte del material activo positivo son partículas monocristalinas.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116914135A (zh) * 2020-04-24 2023-10-20 宁德新能源科技有限公司 负极活性材料及使用其的电化学装置和电子装置
CN112335080B (zh) * 2020-06-04 2022-03-18 宁德新能源科技有限公司 负极活性材料及使用其的电化学装置和电子装置
CN111628141B (zh) * 2020-07-16 2021-05-25 珠海冠宇电池股份有限公司 一种掺硅负极极片及包括该负极极片的锂离子电池
CN112117460B (zh) * 2020-07-29 2021-10-19 宁夏汉尧石墨烯储能材料科技有限公司 含微米级石墨烯包覆的单晶正极材料的锂离子电池电极
CN112002896B (zh) * 2020-07-29 2022-01-07 宁夏汉尧石墨烯储能材料科技有限公司 一种含石墨烯包覆单晶正极材料的锂离子电池电极的制备方法
CN112151796A (zh) 2020-09-21 2020-12-29 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 一种快充石墨及电池
CN114256443A (zh) * 2020-09-22 2022-03-29 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种用于二次电池的正极极片、二次电池、电池模块、电池包和装置
KR20220062974A (ko) * 2020-11-09 2022-05-17 에스케이온 주식회사 리튬 이차 전지용 양극 활물질 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN115053370A (zh) * 2021-09-28 2022-09-13 宁德新能源科技有限公司 一种电化学装置和电子装置
CN114242932B (zh) * 2021-12-13 2024-01-30 蜂巢能源科技股份有限公司 一种锂离子电池
CN115411223B (zh) * 2022-11-01 2023-03-24 中创新航技术研究中心(深圳)有限公司 一种锂离子电池及其制备方法
CN115799441B (zh) * 2023-02-10 2023-07-14 欣旺达电动汽车电池有限公司 一种锂离子电池及用电装置

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1830103B (zh) * 2003-07-28 2010-05-12 昭和电工株式会社 高密度电极及使用该电极的电池
US7442470B2 (en) * 2004-10-12 2008-10-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High power output non-aqueous electrolyte secondary battery
JP5103945B2 (ja) * 2006-03-31 2012-12-19 ソニー株式会社 非水電解質二次電池
CN101585560B (zh) * 2008-05-21 2011-08-17 比亚迪股份有限公司 一种锂离子电池正极材料及其制备方法及电池
CN102362380B (zh) * 2009-03-27 2015-05-13 三菱化学株式会社 非水电解质二次电池用负极材料以及使用该负极材料的非水电解质二次电池
JP5149920B2 (ja) 2010-02-05 2013-02-20 トヨタ自動車株式会社 リチウム二次電池用電極の製造方法
JP5514332B2 (ja) * 2011-02-18 2014-06-04 株式会社東芝 正極、非水電解質電池及び電池パック
JP6029898B2 (ja) * 2011-09-09 2016-11-24 株式会社半導体エネルギー研究所 リチウム二次電池用正極の作製方法
US20150280210A1 (en) * 2012-10-12 2015-10-01 Nissan Motor Co., Ltd. Positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary cell, method for producing positive electrode active material for non-aqueous electrolyte secondary cell, and non-aqueous electrolyte secondary cell
KR101582718B1 (ko) * 2013-02-04 2016-01-06 주식회사 엘지화학 구형 천연 흑연을 포함하는 음극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
JP6070824B2 (ja) * 2013-03-15 2017-02-01 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池用正極およびこれを用いた非水電解質二次電池
JP2016081757A (ja) * 2014-10-17 2016-05-16 トヨタ自動車株式会社 非水電解質二次電池
US10270127B2 (en) * 2015-07-09 2019-04-23 Nissan Motor Co., Ltd. Nonaqueous electrolyte secondary battery
US10615414B2 (en) * 2016-01-15 2020-04-07 Toda Kogyo Corp. Lithium nickelate-based positive electrode active substance particles and process for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery
CN107403905B (zh) * 2016-05-18 2020-02-14 宁德新能源科技有限公司 锂离子电池正极片及其制备方法
KR102273781B1 (ko) * 2016-11-18 2021-07-06 삼성에스디아이 주식회사 음극활물질 및 이의 제조 방법

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