专利名称：：一种通过改善极片物性来提高锰酸锂锂离子动力电池性能的方法
技术领域：
：本发明涉及一种锂离子动力电池领域的制造方法，尤其是通过改善极片物性来提高锂离子动力电池性能的方法。
背景技术：
：为了緩解石油危机和汽车数量的增加给人类带来的环保压力，人们做出了不懈的努力，进行了不同方式的有效尝试。发展电动汽车被人们认为是緩解此问题最有效的方法之一。作为电动汽车发展的关键技术一电池技术的发展成为电动汽车实用化进展的主要瓶颈。目前，锂离子二次电池因其在能量密度、电压以及无记忆效应等方面的优势而倍受研究人员的青睐，同时也受到各国政府、财团的大力支持，而具有尖晶石结构的锰酸锂正极材料因其良好的热稳定性、安全性和资源丰富价格^t宜成为电动车用锂离子动力电池最有应用前景的正极材料之一。在目前使用的锰酸锂锂离子动力电池体系中广泛使用的电解质是六氟磷酸锂(LiPF6)。由于LiPF6容易分解产生HF、PF5，而HF会溶解锰酸锂材料，并在负极发生沉积和产生化学作用，从而改变负极固体电解质界面膜(SEI)的组成和结构，增加SEI膜的阻抗，影响了电池的性能。为了解决上述问题，中国专利CN101154751A公开了一种抑制锰酸锂正极材料容量损失的方法，通过这种方法可以改善锰酸锂锂离子电池的循环性能；GnanarajJS等(Improvingthehigh-temperatureperformanceofLiMn204spinelelectrodesbycoatingtheactivemasswithMgOviaasonochemicalmethod.ElectrochemistryCommunications,2003，5:940~945)对正极材料进行MgO包覆，明显改善了电池的循环性能。然而无论是掺杂、包覆还是从材料制备工艺的改进上，都主要是从以下几个方面起到了增强电极材料循环稳定性和形成的SEI膜的稳定性(1)减少Mn3+含量,抑制Jahn-Teller畸变；(2)抑制电解液因痕量水引起分解生成的HF作用；(3)减少循环过程中晶格体积变化。
发明内容在综合考虑了SEI膜的形成条件及其主要组分等因素，以及在生产现实中的可操作性后，本发明提出了一种能明显改善锰酸锂锂离子动力电池综合性能(主要是循环性能)的方法，即在电池极片制备过程中加入金属氧化物MO,改善电池极片的基本物性，从而提高锂离子动力电池的性能。这为提高锂离子动力电池在未来的广泛应用增添了必须的竟争优势。发明的目的是提出一种通过改善电池极片物性来提高锂离子动力电池性能的方法。一种通过改善电池极片物性来提高锰酸锂锂离子动力电池性能的方法。该方法包括在极片的制备过程中加入金属氧化物MO(M为Al、Zn、Mg、Sn、Zr等金属)的一种或几种，其中金属氧化物MO为能溶解于酸的、粒径为10^10^m的颗粒，其中金属氧化物MO占极片上化学物质总质量比的0.5%~6%。然后经过涂片、烘干、辊压和制片得到物性改善后的电池极片，用此极片与相应的负(正)极片制备成具有较好的循环性能的电池。以此方法制备的电池与没有进行过极片改善的电池进行循环性能的比较，发现经过极片改善后电池的循环性能得到明显的改善。具体实施例方式以锰酸锂锂离子动力电池为例，以在正极中加入金属氧化物MO进行此方法的具体实施说明。首先进行锰酸锂锂离子电池的制作①正极极片的制作选用活性物质、金属氧化物MO、导电剂乙炔黑和粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF),且上述材料的比例为(90-x):x:5:5(其中0.5《x《6)。将金属氧化物MO提前在有机溶剂中进行均匀分散，再加入到于油性溶液曱基吡咯烷酮(NMP)中搅拌成充分混合的浆料(其中有机溶剂不占整体的质量比)。，然后将浆料在涂布机上均匀的涂覆在铝箔上，并将涂好的极片进行烘烤、辊压、裁片，最终得到正极极片；②负极极片的制作将石墨、炭黑、LA-132、羧曱基纤维素(CMC)按照一定比例混合、搅拌，然后将浆料在涂布机上均匀的涂覆在铜箔上，并将涂好的极片进行烘烤、辊压、裁片，最终得到负极极片；③将①、②得到的正负极极片经过配组、叠片、封装工艺，制备好电池芯；④注液工艺，注入1.0mol/LLiPF6(EC:DEC:DMC=l:1:l)型的电解液；1.0mol/LLiPF6(EC:DEC:DM01:l:l)指LiPF6溶解于体积比为1:1:1的》灰酸乙烯酯(EC)、碳酸二乙酯(DEC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合溶液中形成浓度为lmol/L的电解液；⑤进行预充工艺；◎在室温下，进行1C循环性能等测试。注在负极极片中加入金属氧化物MO的具体实施方式与正极相似，主要区别是将上述②步骤相应的按①步骤进行对照改变即可。在此不再进行赘述。主要实施方式如以下几个方案实施例实施例一将正极配料的比例定为锰酸锂金属氧化物ZnO:导电剂乙炔黑粘结剂PVDF-89:1:5:5,制备得到的电池性能如下.'<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>实施例二将正极配料的比例定为锰酸锂金属氧化物ZnO:导电剂乙炔黑粘结剂PVDF-87.5:2.5:5:5,制备得到的电池性能如下循环性能(1C)循环次数衰减率无ZnO1500.62%。改善后1500.56%o实施例三将正极配料的比例定为锰酸锂金属氧化物ZnO:导电剂乙炔黑粘结剂PVDF=86:4:5:5，制备得到的电池性能如下循环性能(1C)循环次数衰减率无ZnO1500.62%o改善后1500.17%o实施例四将正极配料的比例定为锰酸锂金属氧化物ZnO:导电剂乙炔黑粘结剂PVDF二85:5:5:5，制备得到的电池性能如下循环性能(1C)循环次数衰减率无ZnO1500.62%0改善后1500.43%。由此可以看出实施例1、2、3、4制备的电池的循环性能明显优于未加入金属氧化物ZnO的普通电池。附图为不同比例ZnO的电池与未加入金属氧化物ZnO电池的循环性能比较结果图。权利要求1.一种通过改善极片物性来提高锰酸锂锂离子动力电池性能的方法，其特征在于在极片制作过程中加入金属氧化物MO，其中M为Al、Zn、Mg、Sn、Zr金属中的一种或多种。。2.根据权利要求1所述的方法，所述金属氧化物MO是能溶解于酸，粒径为10_6~10—9111的颗粒。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述金属氧化物MO质量占极片上化学物质总质量的0.5%-6%。4.根据权利要求1所述的方法，其中在正极极片中加入所述金属氧化物MO,和/或在负极极片中加入所述金属氧化物MO。5.根据权利要求1所述的方法，其中为了保证所述金属氧化物MO的均匀混合，在加入之前先在有机溶剂中将所述金属氧化物MO分散均匀，然后再加入到浆料中进行搅拌。6.根据权利要求1所述的方法，所述方法用于六氟磷酸锂(LiPF6)型电解液的任何锂离子动力电池体系。全文摘要一种通过在锰酸锂锂离子电池极片制作过程中加入金属氧化物MO(M为Al、Zn、Mg、Sn、Zr等金属)来改善极片的物性，从而提高锂离子动力电池性能的方法，其中金属氧化物MO占极片上化学物质总质量比的0.5％～6％。通过这种改善极片物性的方法可以明显提高锰酸锂锂离子动力电池的性能。文档编号H01M10/36GK101533906SQ20091008210公开日2009年9月16日申请日期2009年4月14日优先权日2009年4月14日发明者鲁其,刘曙光,吴宁宁,安富强,徐金龙,雷向利申请人:中信国安盟固利新能源科技有限公司