一种锂镍锰氧锂离子电池极片和电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂镍锰氧锂离子电池极片和电池。
【背景技术】
[0002]锂离子电池由于其能量密度高、工作电压高、循环性能好等优点，而广泛应用于移动电话、笔记本电脑、电动汽车等领域。随着锂离子电池应用领域扩大，对锂离子电池正极材料也提出了更高的要求，如更高的能量密度、低廉的价格、优良的循环寿命、较高的倍率性能等等。尖晶石锂镍锰氧(LiNia5Mnh5O4)正极材料具有主要存在4.7V的平台、理论比容量可达到146.7mAh/g，且价格低廉、无毒无污染等优点，有希望作为新一代动力电池的正极材料。
[0003]目前锂离子电池的电解液广泛使用的电解质为六氟磷酸锂(LiPF6),六氟磷酸锂并不稳定，遇水会发生反应:LiPF6+H20 — P0F3+2HF+LiF ；P0F3+H20 — PO2F2^HF ；PO2F2^H2O — PO3F2^HF ；PO3F2^H2O — PO43^HF ;并且 LiPF6 在高温下还会发生分解反应:LiPF6 — LiF+PF5，PF5遇水发生反应:PF5+H20 — P03F+2HF。上述反应过程中产生的HF会腐蚀、溶解锂镍锰氧正极材料，并使得锂镍锰氧正极材料沉积在负极表面，堵塞了 Li+的脱嵌通道。负极材料石墨在电解液的界面上通过界面反应能生成固体电解质膜(SEI膜)，其组成主要有各种无机成分(如Li2C03、LiF、Li2O, L1H等)和各种有机成分(如ROCO2L1、ROL1、(ROCO2Li)2等)，HF能够与其中的一些成分反应，从而破坏SEI膜，造成电池性能突然衰减。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种锂镍锰氧锂离子电池极片和电池，电池极片上有金属氧化物，其能够中和电池中的电解液中的氢氟酸，电池极片上还有金属氟化物能够抑制电池中的电解液中的氢氟酸的量的增加，从而增强了电解液的稳定性。
[0005]解决本发明技术问题所采用的技术方案是提供一种锂镍锰氧锂离子电池极片，包括正极极片和负极极片，所述正极极片上有第一固体物质，所述负极极片上有第二固体物质，所述正极极片上的第一固体物质和/或所述负极极片上的第二固体物质中包括金属氧化物和/或金属氟化物中的一种或几种，所述金属氧化物、所述金属氟化物微溶或难溶于水。
[0006]相对于现有技术而言，在电池极片中添加金属氧化物或者金属氟化物并不增加正极材料或负极材料表面的阻抗。
[0007]优选的是，所述正极极片上的第一固体物质中的所述金属氧化物和/或所述金属氟化物的质量和占所述正极极片上的第一固体物质质量的0.2?3%。
[0008]优选的是，所述负极极片上的第二固体物质中的所述金属氧化物和/或所述金属氟化物的质量和占所述负极极片上的第二固体物质质量的0.2?3%。
[0009]优选的是，所述金属氧化物为氧化铝、氧化钡、氧化钙、氧化镁、氧化铅、氧化锶中的一种或几种。
[0010]优选的是，所述金属氟化物为氟化锂、氟化铝、氟化钡、氟化钙、氟化镁、氟化铅、氟化锶中的一种或几种。
[0011]优选的是，所述正极极片上的第一固体物质还包括正极材料、正极导电剂、正极粘接剂，
[0012]所述负极极片上的第二固体物质还包括负极材料、负极导电剂、负极粘接剂。
[0013]优选的是，所述正极导电剂包括乙炔黑、Ks-6、ECP、气相生长碳纤维(VGCF)J^m米管中的一种或几种；
[0014]所述正极粘接剂包括聚偏氟乙烯和/或聚四氟乙烯；
[0015]所述负极导电剂包括乙炔黑、Ks-6、ECP、气相生长碳纤维(VGCF)、碳纳米管、炭黑中的一种或几种；
[0016]所述负极粘接剂包括LA133、LA132、海藻酸钠、聚丙烯酸、羧甲基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种。
[0017]本发明还提供一种锂镍锰氧锂离子电池，包括上述的锂镍锰氧锂离子电池极片。
[0018]优选的是，所述锂镍锰氧锂离子电池的负极材料为石墨、硅碳、锡碳、钛酸锂中的任意一种。
[0019]本发明中的锂镍锰氧锂离子电池极片上的金属氧化物能够中和电池中的电解液中的氢氟酸，电池极片上的金属氟化物能够抑制电解液中的氢氟酸的量的增加，进一步增强了电解液的稳定性，从而缓解电解液中的氢氟酸对于锂镍锰氧正极材料的溶解，并进一步缓解了锂镍锰氧正极材料在负极材料上的沉积，减轻了对于Li+的脱嵌通道的堵塞，同时缓解了氢氟酸对于负极材料表面的固体电解质膜的破坏，提高了锂镍锰氧锂离子电池的电化学性能，电池的循环性能、倍率性能、导电性能优良。且本发明中的锂镍锰氧锂离子电池极片制备工艺简单，易于工业化生产。相对于现有技术而言，在电池极片中添加金属氧化物或者金属氟化物并不增加正极材料或负极材料表面的阻抗。
【附图说明】
[0020]图1为本发明对比例所制备的锂镍锰氧锂离子电池的放电循环性能曲线；
[0021]图2为本发明实施例1所制备的锂镍锰氧锂离子电池的放电循环性能曲线。
【具体实施方式】
[0022]为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0023]对比例
[0024]本对比例提供一种锂镍锰氧锂离子电池的制备方法，包括以下步骤:
[0025](I)正极极片制作:将锂镍锰氧正极材料、正极导电剂乙炔黑、正极粘接剂聚偏氟乙烯按照质量比为93:3:4的比例进行混料，用1-甲基-2-吡咯烷酮做溶剂搅拌调制成浆料，经涂布、干燥、辊压、裁片制成锂离子电池正极极片。
[0026](2)负极极片制作:将负极材料石墨、负极导电剂乙炔黑、负极粘接剂LA132按照质量比为93.5:1.5:5的比例进行混料，用蒸馏水做溶剂搅拌调制成浆料，经涂布、干燥、辊压、裁片制成锂离子电池负极极片。
[0027](3)采用上述正极极片、负极极片、Celgard2400隔膜卷绕成电池芯，外包铝塑膜，进行顶封、侧封。电解液为1.2mol/L的LiPF6的EC (乙基碳酸酯)+DMC (二甲基碳酸酯)(体积比1:1)溶液，在充满氩气气氛的手套箱内进行注液。再进行预充、化成后得到锂镍锰氧锂离子电池产品。
[0028]如图1所示，锂镍锰氧锂离子电池循环性能测试:充放电电压范围为4.9V?3.5V，充放电电流为0.5C (1C即为电池设计容量)，首次放电容量为906mAh，循环100次后放电容量为801.3mAh，容量保持率为88.4%。
[0029]实施例1
[0030]本实施例提供一种锂镍锰氧锂离子电池的制备方法，包括以下步骤:
[0031](I)正极极片制作:将锂镍锰氧正极材料、氟化铝、正极导电剂乙炔黑、正极粘接剂聚偏氟乙烯按照质量比为93:0.5:3:4的比例进行混料，用1-甲基-2-吡咯烷酮做溶剂搅拌调制成浆料，经涂布、干燥、辊压、裁片制成锂离子电池正极极片。
[0032](2)负极极片制作:将负极材料石墨、负极导电剂乙炔黑、负极粘接剂LA132按照质量比为93.5:1.5:5的比例进行混料，用蒸馏水做溶剂搅拌调制成浆料，经涂布、干燥、辊压、裁片制成锂离子电池负极极片。
[0033](3)采用上述正极极片、负极极片、Celgard2400隔膜卷绕成电池芯，外包铝塑膜，进行顶封、侧封。电解液为1.2mol/L的LiPF6的EC (乙基碳酸酯)+DMC (二甲基碳酸酯)(体积比1:1)溶液，在充满氩气气氛的手套箱内进行注液。再进行预充、化成后得到锂镍锰氧锂离子电池产品。
[0034]如图2所示，锂镍锰氧锂离子电池循环性能测试:充放电电压范围为4.9V?
3.5V，充放电电流为0.5C (1C即为电池设计容量)，首次放电容量为908.2mAh，循环100次后放电容量为861.4mAh，容量保持率为