1.本发明涉及一种锂电池的制备方法。
背景技术：
2.锂电池又称锂金属电池，由于负极采用锂金属，因此电池具有极大的能量密度，广泛用于微型电池领域，用于信号发射器等长期使用的电器中提供电能，其存储期长，并且一个放电循环持续很长时间；锂金属电池目前面临的问题是锂金属表面容易产生锂枝晶导致电池劣化短路。目前抑制负极直径的方法主要是在锂金属负极表面设置一层氧化物涂层，从而降低锂枝晶的产生，但是目前仅仅是在锂金属表面涂覆一层氧化物颗粒的涂层，但是随着存储时间的延长，依然会导致锂枝晶的产生，因此如何能够提供一种能够延长锂电池的存储时间是目前研究的课题。
技术实现要素：
3.本发明提供了一种锂电池的制备方法，所述方法包括：提供锂电池正极，锂片负极，在锂片负极的表面涂覆氧化物涂层，所述氧化物涂层中包括纳米氧化铝、氧化锆和导电剂，氧化物涂层的厚度为5
‑
8微米，将正极和负极夹持隔膜叠置制备得到电芯，将电芯装入壳体中，注入电解液，老化后，化成得到锂电池。所述锂电池具有极高的能量密度，储存性能，以及较好的安全性能。
4.具体的方案如下：
5.一种锂电池的制备方法，所述方法包括：
6.1)提供锂电池正极，所述正极的活性物质选自锰酸锂或磷酸铁锂；
7.2)将纳米氧化铝，纳米氧化锆和导电剂分散在溶解有粘结剂的有机溶剂中，得到氧化物涂覆液；
8.3)提供锂片负极，在锂片负极的表面涂覆所述涂覆液，干燥得到氧化物涂层，所述氧化物涂层的厚度为5
‑
8微米；
9.4)将正极和负极夹持隔膜叠置制备得到电芯；
10.5)将电芯装入壳体中，注入电解液；所述电解液中包括1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮和1,3
‑
丙磺酸内酯作为添加剂；
11.6)将电池充电至充电截止电压，然后在55
‑
60摄氏度下老化预定时间；
12.7)化成得到锂电池。
13.进一步的，所述纳米氧化铝和氧化锆的平均粒径独立的为50
‑
80纳米，所述导电剂为氧化石墨烯，粘结剂为pvdf，其中氧化铝，氧化锆，氧化石墨烯和pvdf的质量比为10:5:2:1
‑
10:4:2:1，有机溶剂为nmp。
14.进一步的，所述电解液中，锂盐为licf3so3，其中1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮的浓度为0.5
‑
1体积％，1,3
‑
丙磺酸内酯的浓度为1.2
‑
1.5体积％。
15.进一步的，其中所述充电截止电压为4.2v，在55
‑
60摄氏度下老化4
‑
6小时。
16.进一步的，其中化成的步骤包括：将电池放电至放电截止电压，然后恒流充电至预定电压，然后以预定电压恒压充电，然后在预定电压和充电截止电压之间恒流充放电循环若干次，在充电截止电压和放电截止电压之间恒流充放电若干次，得到所述锂电池。
17.进一步的，所述充电截止电压为4.2v；所述放电截止电压为2.8
‑
3.0v；所述预定电压为3.95
‑
3.97v。
18.进一步的，一种锂电池，其通过所述制备方法制备得到。
19.本发明具有如下有益效果：
20.1)、锂片作为负极，能够得到很大的能量密度，很高的倍率能力，并且具有几乎无损的充放电效率。当使用纳米氧化铝和氧化锆作为混合氧化物在锂片表面作为氧化物涂层，相比较其他氧化物涂层，能够大幅降低锂片表面直径的问题，原因可能是氧化铝和氧化锆的选择，增加了锂离子在氧化物涂层表面沉积的电位，避免了锂金属的沉积；
21.2)、进一步的，在电解液中选择锂盐为licf3so3，其中1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮和1,3
‑
丙磺酸内酯作为添加剂，能够共同沉积在负极表面形成稳定的sei膜，从而提高负极的稳定性；
22.3)、在充电截止电压下老化，有利于sei膜的形成，并且在特定的电压范围内循环化成，能够提高电池的循环性能，其可能是上述条件下，得到的sei膜的结构稳定性更高。
具体实施方式
23.本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
24.实施例1
25.1)提供锂电池正极，所述正极的活性物质为锰酸锂或磷酸铁锂；
26.2)将纳米氧化铝，纳米氧化锆和导电剂分散在溶解有粘结剂的有机溶剂nmp中，得到氧化物涂覆液；所述纳米氧化铝和氧化锆的平均粒径均为50纳米，所述导电剂为氧化石墨烯，粘结剂为pvdf，其中氧化铝，氧化锆，氧化石墨烯和pvdf的质量比为10:5:2:1；
27.3)提供锂片负极，在锂片负极的表面涂覆所述涂覆液，干燥得到氧化物涂层，所述氧化物涂层的厚度为5微米；
28.4)将正极和负极夹持隔膜叠置制备得到电芯；
29.5)将电芯装入壳体中，注入电解液；所述电解液中包括1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮和1,3
‑
丙磺酸内酯作为添加剂；所述电解液中，锂盐为1mol/l的licf3so3，其中1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮的浓度为0.5体积％，1,3
‑
丙磺酸内酯的浓度为1.2体积％；
30.6)将电池充电至充电截止电压4.2v，然后在55摄氏度下老化4小时；
31.7)化成得到锂电池。化成的步骤包括：将电池放电至放电截止电压2.8v，然后0.1c恒流充电至预定电压3.95v，然后以预定电压恒压充电，直至充电电流低于0.01c，然后在预定电压和充电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次，在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电3次，得到所述锂电池。
32.实施例2
33.1)提供锂电池正极，所述正极的活性物质为锰酸锂或磷酸铁锂；
34.2)将纳米氧化铝，纳米氧化锆和导电剂分散在溶解有粘结剂的有机溶剂nmp中，得
到氧化物涂覆液；所述纳米氧化铝和氧化锆的平均粒径均为80纳米，所述导电剂为氧化石墨烯，粘结剂为pvdf，其中氧化铝，氧化锆，氧化石墨烯和pvdf的质量比为10:4:2:1；
35.3)提供锂片负极，在锂片负极的表面涂覆所述涂覆液，干燥得到氧化物涂层，所述氧化物涂层的厚度为8微米；
36.4)将正极和负极夹持隔膜叠置制备得到电芯；
37.5)将电芯装入壳体中，注入电解液；所述电解液中包括1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮和1,3
‑
丙磺酸内酯作为添加剂；所述电解液中，锂盐为1mol/l的licf3so3，其中1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮的浓度为1体积％，1,3
‑
丙磺酸内酯的浓度为1.5体积％；
38.6)将电池充电至充电截止电压4.2v，然后在60摄氏度下老化6小时；
39.7)化成得到锂电池。化成的步骤包括：将电池放电至放电截止电压3.0v，然后0.1c恒流充电至预定电压3.97v，然后以预定电压恒压充电，直至充电电流低于0.01c，然后在预定电压和充电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次，在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电3次，得到所述锂电池。
40.实施例3
41.1)提供锂电池正极，所述正极的活性物质为锰酸锂或磷酸铁锂；
42.2)将纳米氧化铝，纳米氧化锆和导电剂分散在溶解有粘结剂的有机溶剂nmp中，得到氧化物涂覆液；所述纳米氧化铝和氧化锆的平均粒径均为60纳米，所述导电剂为氧化石墨烯，粘结剂为pvdf，其中氧化铝，氧化锆，氧化石墨烯和pvdf的质量比为10:5:2:1；
43.3)提供锂片负极，在锂片负极的表面涂覆所述涂覆液，干燥得到氧化物涂层，所述氧化物涂层的厚度为5
‑
8微米；
44.4)将正极和负极夹持隔膜叠置制备得到电芯；
45.5)将电芯装入壳体中，注入电解液；所述电解液中包括1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮和1,3
‑
丙磺酸内酯作为添加剂；所述电解液中，锂盐为1mol/l的licf3so3，其中1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮的浓度为0.8体积％，1,3
‑
丙磺酸内酯的浓度为1.4体积％；
46.6)将电池充电至充电截止电压4.2v，然后在58摄氏度下老化5小时；
47.7)化成得到锂电池。化成的步骤包括：将电池放电至放电截止电压2.9v，然后0.1c恒流充电至预定电压3.96v，然后以预定电压恒压充电，直至充电电流低于0.01c，然后在预定电压和充电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次，在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电3次，得到所述锂电池。
48.对比例1
49.1)提供锂电池正极，所述正极的活性物质为锰酸锂或磷酸铁锂；
50.2)将纳米氧化铝和导电剂分散在溶解有粘结剂的有机溶剂nmp中，得到氧化物涂覆液；所述纳米氧化铝的平均粒径为50纳米，所述导电剂为氧化石墨烯，粘结剂为pvdf，其中氧化铝，氧化石墨烯和pvdf的质量比为10:2:1；
51.3)提供锂片负极，在锂片负极的表面涂覆所述涂覆液，干燥得到氧化物涂层，所述氧化物涂层的厚度为5微米；
52.4)将正极和负极夹持隔膜叠置制备得到电芯；
53.5)将电芯装入壳体中，注入电解液；所述电解液中包括1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮和1,3
‑
丙磺酸内酯作为添加剂；所述电解液中，锂盐为1mol/l的licf3so3，其中1,3
‑
二乙基
‑
2
‑
咪唑啉酮的浓度为0.5体积％，1,3
‑
丙磺酸内酯的浓度为1.2体积％；
54.6)将电池充电至充电截止电压4.2v，然后在55摄氏度下老化4小时；
55.7)化成得到锂电池。化成的步骤包括：将电池放电至放电截止电压2.8v，然后0.1c恒流充电至预定电压3.95v，然后以预定电压恒压充电，直至充电电流低于0.01c，然后在预定电压和充电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次，在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电3次，得到所述锂电池。
56.对比例2
57.1)提供锂电池正极，所述正极的活性物质为锰酸锂或磷酸铁锂；
58.2)将纳米氧化锆和导电剂分散在溶解有粘结剂的有机溶剂nmp中，得到氧化物涂覆液；所述氧化锆的平均粒径为50纳米，所述导电剂为氧化石墨烯，粘结剂为pvdf，其中氧氧化锆，氧化石墨烯和pvdf的质量比为5:2:1；
59.3)提供锂片负极，在锂片负极的表面涂覆所述涂覆液，干燥得到氧化物涂层，所述氧化物涂层的厚度为5微米；
60.4)将正极和负极夹持隔膜叠置制备得到电芯；
61.5)将电芯装入壳体中，注入电解液；所述电解液中包括1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮和1,3
‑
丙磺酸内酯作为添加剂；所述电解液中，锂盐为1mol/l的licf3so3，其中1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮的浓度为0.5体积％，1,3
‑
丙磺酸内酯的浓度为1.2体积％；
62.6)将电池充电至充电截止电压4.2v，然后在55摄氏度下老化4小时；
63.7)化成得到锂电池。化成的步骤包括：将电池放电至放电截止电压2.8v，然后0.1c恒流充电至预定电压3.95v，然后以预定电压恒压充电，直至充电电流低于0.01c，然后在预定电压和充电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次，在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电3次，得到所述锂电池。
64.对比例3
65.1)提供锂电池正极，所述正极的活性物质为锰酸锂或磷酸铁锂；
66.2)将纳米氧化铝，纳米氧化锆和导电剂分散在溶解有粘结剂的有机溶剂nmp中，得到氧化物涂覆液；所述纳米氧化铝和氧化锆的平均粒径均为50纳米，所述导电剂为氧化石墨烯，粘结剂为pvdf，其中氧化铝，氧化锆，氧化石墨烯和pvdf的质量比为10:5:2:1；
67.3)提供锂片负极，在锂片负极的表面涂覆所述涂覆液，干燥得到氧化物涂层，所述氧化物涂层的厚度为5微米；
68.4)将正极和负极夹持隔膜叠置制备得到电芯；
69.5)将电芯装入壳体中，注入电解液；所述电解液中包括1,3
‑
丙磺酸内酯作为添加剂；所述电解液中，锂盐为1mol/l的licf3so3，其中1,3
‑
丙磺酸内酯的浓度为1.2体积％；
70.6)将电池充电至充电截止电压4.2v，然后在55摄氏度下老化4小时；
71.7)化成得到锂电池。化成的步骤包括：将电池放电至放电截止电压2.8v，然后0.1c恒流充电至预定电压3.95v，然后以预定电压恒压充电，直至充电电流低于0.01c，然后在预定电压和充电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次，在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电3次，得到所述锂电池。
72.对比例4
73.1)提供锂电池正极，所述正极的活性物质为锰酸锂或磷酸铁锂；
74.2)将纳米氧化铝，纳米氧化锆和导电剂分散在溶解有粘结剂的有机溶剂nmp中，得到氧化物涂覆液；所述纳米氧化铝和氧化锆的平均粒径均为50纳米，所述导电剂为氧化石墨烯，粘结剂为pvdf，其中氧化铝，氧化锆，氧化石墨烯和pvdf的质量比为10:5:2:1；
75.3)提供锂片负极，在锂片负极的表面涂覆所述涂覆液，干燥得到氧化物涂层，所述氧化物涂层的厚度为5微米；
76.4)将正极和负极夹持隔膜叠置制备得到电芯；
77.5)将电芯装入壳体中，注入电解液；所述电解液中包括1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮作为添加剂；所述电解液中，锂盐为1mol/l的licf3so3，其中1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮的浓度为0.5体积％；
78.6)将电池充电至充电截止电压4.2v，然后在55摄氏度下老化4小时；
79.7)化成得到锂电池。化成的步骤包括：将电池放电至放电截止电压2.8v，然后0.1c恒流充电至预定电压3.95v，然后以预定电压恒压充电，直至充电电流低于0.01c，然后在预定电压和充电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次，在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电3次，得到所述锂电池。
80.对比例5
81.1)提供锂电池正极，所述正极的活性物质为锰酸锂或磷酸铁锂；
82.2)将纳米氧化铝，纳米氧化锆和导电剂分散在溶解有粘结剂的有机溶剂nmp中，得到氧化物涂覆液；所述纳米氧化铝和氧化锆的平均粒径均为50纳米，所述导电剂为氧化石墨烯，粘结剂为pvdf，其中氧化铝，氧化锆，氧化石墨烯和pvdf的质量比为10:5:2:1；
83.3)提供锂片负极，在锂片负极的表面涂覆所述涂覆液，干燥得到氧化物涂层，所述氧化物涂层的厚度为5微米；
84.4)将正极和负极夹持隔膜叠置制备得到电芯；
85.5)将电芯装入壳体中，注入电解液；所述电解液中包括碳酸亚乙烯酯作为添加剂；所述电解液中，锂盐为1mol/l的licf3so3，其中碳酸亚乙烯酯的浓度为1.2体积％；
86.6)将电池充电至充电截止电压4.2v，然后在55摄氏度下老化4小时；
87.7)化成得到锂电池。化成的步骤包括：将电池放电至放电截止电压2.8v，然后0.1c恒流充电至预定电压3.95v，然后以预定电压恒压充电，直至充电电流低于0.01c，然后在预定电压和充电截止电压之间0.1c恒流充放电循环3次，在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电3次，得到所述锂电池。
88.对比例6
89.1)提供锂电池正极，所述正极的活性物质为锰酸锂或磷酸铁锂；
90.2)将纳米氧化铝，纳米氧化锆和导电剂分散在溶解有粘结剂的有机溶剂nmp中，得到氧化物涂覆液；所述纳米氧化铝和氧化锆的平均粒径均为50纳米，所述导电剂为氧化石墨烯，粘结剂为pvdf，其中氧化铝，氧化锆，氧化石墨烯和pvdf的质量比为10:5:2:1；
91.3)提供锂片负极，在锂片负极的表面涂覆所述涂覆液，干燥得到氧化物涂层，所述氧化物涂层的厚度为5微米；
92.4)将正极和负极夹持隔膜叠置制备得到电芯；
93.5)将电芯装入壳体中，注入电解液；所述电解液中包括1,3
‑
二乙基
‑2‑
咪唑啉酮和1,3
‑
丙磺酸内酯作为添加剂；所述电解液中，锂盐为1mol/l的licf3so3，其中1,3
‑
二乙基
‑
2
‑
咪唑啉酮的浓度为0.5体积％，1,3
‑
丙磺酸内酯的浓度为1.2体积％；
94.6)将电池充电至充电截止电压4.2v，然后在55摄氏度下老化4小时；
95.7)化成得到锂电池。化成的步骤包括：在充电截止电压和放电截止电压之间0.1c恒流充放电3次，得到所述锂电池。
96.测试及结果
97.测试实施例1
‑
3和对比例1
‑
6的各10个电池，在60摄氏度存储180天，然后以2c的电流充放电循环，测量每个实施例的电池的有效循环次数(均值)。
98.表1
[0099] 有效循环次数(均值)实施例1679.3实施例2701.5实施例3695.2对比例1561.5对比例2522.8对比例3512.5对比例4482.8对比例5500.2对比例6636.4
[0100]
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。