专利名称：电池的正极材料、电池及其制备方法
技术领域：
本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种电池的正极材料，含该正极材料的LiNia5Mnh5CVC体系电池及其制备方法。
背景技术：
锂离子电池因为其能量密度高、循环性能好、环保无污染等优点，被人们认为是新能源汽车的首选动力。在目前已经商品化的锂离子电池体系中，LiCoO2电池由于价格昂贵、安全性差，不适合在电动汽车中使用。LiMn2O4电池由于高温性能差等缺点，而限制了其在电动汽车中的应用。LiFePO4电池也存在加工性能和倍率性 能、低温性能差等缺点。尖晶石型LiNi0.5MnL 504正极材料具有工作电压高，价格便宜等优点，被认为是新一代锂离子动力电池的首选正极材料。因此，以LiNia5Mnh5O4为正极材料的电池成为电动汽车的首选电源。但是在LiNia5Mnh5CVC体系电池存在着析气的现象，该现象严重的影响了 LiNia5Mnh5CVC体系电池的循环性能,安全性能和倍率性能等。
发明内容
本发明的目的是解决现有电池的正极材料在使用中存在析气现象的问题，提供一种电池的正极材料。解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种电池的正极材料，包括如下物质占正极材料总量的质量分数为O. 5%-2%的抑气添加剂。优选的是，所述的抑气添加剂为Li2CO3, LiOH中的一种或两种混合。本发明的另一个目的是解决现有LiNia^n1.504/C体系电池存在着析气的现象的问题，提供一种LiNi0.5MnL504/C体系电池。解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种LiNitl.5Mn1 504/C体系电池，所述的LiNi0.5MnL 504/C体系电池的正极材料采用上述的电池的正极材料。为解决本发明的问题，本发明还提供一种LiNia^n1.504/C体系电池的制备方法。解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种LiNia5Mr^5O4A:体系电池的制备方法，包括如下步骤预充步骤):对完成注液的LiNia5Mnh5CVC体系电池，在40°C _55°C的环境中，进行预冲；化成步骤):对预充步骤得到的LiNia5Mnh5O4ZiC体系电池，在40°C _55°C的环境中，进行化成。优选的是，所述的预充步骤中预冲制度为在O. 02C充电，O. 05C充电，O. IC充电，完成后搁置12-20h。进一步优选的是，所述的在O. 02C充电的充电时间为3_5h，0. 05C充电的充电时间为2-4h，0. IC充电的充电时间为3-6h。优选的是，所述的化成步骤中化成制度为O. IC充放电，O. 2C充放电，O. 3C充放电。进一步优选的是，所述的在O. IC充放电的次数为1-3次，O. 2C充放电的次数为
3-5次，O. 3C充放电的次数为2-3次。本发明通过在LiNia5Mr^5CVC体系电池的正极添加O. 5%_2%的抑气添加剂，能够在一定程度上抑制析气现象的产生。同时在LiNia5Mnh5O4A:体系电池的制备过程中采用上述预充步骤和化成步骤，也
在一定程度上抑制析气现象的产生，化成得到的电池厚度明显降低。
图I为本发明对比例制备的LiNitl.^n1.504电池外观图。图2为本发明实施例5制备的LiNia5Mnh5O4电池外观图。
具体实施例方式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。对比例本对比例提供一种LiNitl. Wn1.504/C体系电池。正极材料组成该LiNia5MnL504/C体系电池的正极由如下质量分数的物质组成92%的LiNi0.5MnL504,4%的乙炔黑，4%的聚偏氟乙烯(PVDF)。制备方法将上述的LiMnh5Nia5O4、乙炔黑和聚偏氟乙烯混合均勻，用NMP (I-甲基_2_吡咯烷酮)将此混合物调制成浆料，按照常规的锂离子电池生产工艺，经过涂布、干燥、扎膜、分切制作成锂离子电池正极片。以上述制备的极片为正极，人造石墨为负极，电解液为浓度为I. 5mol/L的LiPF6的EC (乙基碳酸酯)溶液+DMC (二甲基碳酸酯)溶液，其溶剂为EC (乙基碳酸酯)+DMC (二甲基碳酸酯)，其中EC (乙基碳酸酯)和DMC (二甲基碳酸酯)的体积比为I : 1，隔膜为celgard2400膜，采用卷绕的方法组装055065型LiNia5Mr^5CVC体系电池。在环境温度为25°C下，在充满氩气气氛的手套箱内给电池注夜进行预冲。预冲的方法为0. 2CmA恒流充电至4. 90V,限时150min。完成预充后进行化成，化成的方法为1)0. 5CmA恒流充电至4. 9V后，转4. 9V恒压充电，截止电流是O. 05CmA,限时120分钟；2)静置 IOmin ;3) O. 5CmA恒流放电至3. 5V,限时150分钟；4)静置 IOmin ；5) I. OCmA恒流充电至4. 9V后，转4. 9V恒压充电，截止电流是O. 05CmA,限时120分钟；6)静置 IOmin ；
7) I. OCmA恒流放电至3. 5V,限时100分钟；8)静置 IOmin ；9) I. OCmA恒流充电至4. 5V，限时45min ;然后转4. 5V恒压充电，截止电流是
O.OlCmA,限时 120min ；10)停止；化成后将铝塑复合膜内的气体抽出，热封后得到产品。本对比例制备电池的性能测试数据和电池厚度测试数据见表I。本实施例制备的电池的外观图为图1，可见，其外观有明显的析气空鼓现象。
实施例I本实施例提供一种一种LiNitl. SMnh5CVC体系电池。正极材料组成该电池的正极材料由如下质量分数的物质组成91%的LiNia5Mnh5OWzi)的乙炔黑，4%的聚偏氟乙烯(PVDF)，1%的Li2CO3。制备方法与对比例的方法相同。本实施例制备电池的性能测试数据和电池厚度测试数据见表1，可见，与对比例制得的电池相比，其电池的性能有所提高、电池的厚度明显降低。实施例2本实施例提供一种LiNitl. ^n1.504/C体系电池。正极组成该电池的正极由如下质量分数的物质组成91· 5%的LiNiQ.5Mn1 504，4%的乙炔黑，4%的聚偏氟乙烯(PVDF)，0. 5%的LiOH。制备方法与对比例的方法相同。本实施例制备电池的性能测试数据和电池厚度测试数据见表1，可见，与对比例制得的电池相比，其电池的性能有所提高、电池的厚度明显降低。实施例3本实施例提供一种LiNitl. ^n1.504/C体系电池。正极组成该电池的正极由如下质量分数的物质组成90%的LiNiQ.5Mn1 504，4%的乙炔黑，4%的聚偏氟乙烯(PVDF)，1%的LiOH, 1%的Li2CO30制备方法与对比例的方法相同。本实施例制备电池的性能测试数据和电池厚度测试数据见表1，可见，与对比例制得的电池相比，其电池的性能有所提高、电池的厚度明显降低。实施例4本实施例提供一种LiNitl. ^n1.504/C体系电池。正极组成该电池的正极由如下质量分数的物质组成90%的LiNiQ.5Mn1 504，4%的乙炔黑，4%的聚偏氟乙烯(PVDF)，I. 5%的LiOH。制备方法与对比例的方法相同。本实施例制备电池的性能测试数据和电池厚度测试数据见表1，可见，与对比例制得的电池相比，其电池的性能有所提高、电池的厚度明显降低。实施例5本实施例提供一种LiNitl. ^n1.504/C体系电池。正极组成该电池的正极由如下质量分数的物质组成92%的LiNiQ.5Mn1 504，4%的乙炔黑，4%的聚偏氟乙烯(PVDF) 1%的Li2C03。制备方法与对比例的方法相似，不同的是预冲方法为在环境温度为55°C，预冲制度为O. 02C充3h，0. 05C充4h，0. IC充5h。预冲后搁置14h。
化成方法为环境温度为40°C，化成制度为O. IC充放I次，O. 2C充放4次，O. 3C充放2次。本实施例制备电池的性能测试数据和电池厚度测试数据见表1，可见，与对比例制得的电池相比，其电池的性能有所提高、电池的厚度明显降低。本实施例制备电池的外观见图2，可见，经过预充和化成得到电池相与对比例中制得电池相比，其表面平整无析气空鼓现象。实施例6本实施例提供一种LiNitl. ^n1.504/C体系电池。正极组成该电池的正极由如下质量分数的物质组成92%的LiNiQ.5Mn1 504，4%的乙炔黑，4%的聚偏氟乙烯(PVDF) 1%的Li2C03。制备方法与对比例的方法相似，不同的是预冲方法为在环境温度为45°C，预冲制度为O. 02C充4h，0. 05C充2h，0. IC充4h。预冲后搁置20h。化成方法为环境温度为45°C，化成制度为O. IC充放3次，O. 2C充放3次，O. 3C充放2次。本实施例制备电池的性能测试数据和电池厚度测试数据见表1，可见，与对比例制得的电池，其电池的性能有所提高、电池的厚度明显降低。实施例7本实施例提供一种LiNitl. ^n1.504/C体系电池。正极组成该电池的正极由如下质量分数的物质组成92%的LiNiQ.5Mn1 504，4%的乙炔黑，4%的聚偏氟乙烯(PVDF) 1%的Li2C03。制备方法与对比例的方法相似，不同的是预冲方法为在环境温度为50°C，预冲制度为O. 02C充5h，0. 05C充2h，0. IC充6h。预冲后搁置12h。化成方法为环境温度为50°C，化成制度为O. IC充放2次，O. 2C充放5次，O. 3C充
放3次。本实施例制备电池的性能测试数据和电池厚度测试数据见表1，可见，与对比例制得的电池，其电池的性能有所提高、电池的厚度明显降低。
实施例8本实施例提供一种LiNitl. ^n1.504/C体系电池。正极组成该电池的正极由如下质量分数的物质组成92%的LiNia^n1.504，4%的乙炔黑，4%的聚偏氟乙烯(PVDF) 1%的Li2C03。制备方法与对比例的方法相似，不同的是预冲方法为在环境温度为40°C，预冲制度为O. 02C充4h，0. 05C充3h，0. IC充3h。预冲后搁置18h。化成方法为环境温度为55°C，化成制度为O. IC充放I次，O. 2C充放5次，O. 3C充 放3次。本实施例制备电池的性能测试数据和电池厚度测试数据见表1，可见，与对比例制得的电池，其电池的性能有所提高、电池的厚度明显降低。表I本发明的实施例制备电池的性能测试数据和电池厚度测试数据
权利要求
1.一种电池的正极材料，其特征在于，包括如下物质占正极材料总量的质量分数为O.5%-2%的抑气添加剂。
2.如权利要求I所述的电池的正极材料，其特征在于，所述的抑气添加剂为Li2C03、LiOH中的一种或两种混合。
3.—种LiNia5Mnh5CVC体系电池，其特征在于，其正极材料采用权利要求I或2所述的正极材料。
4.一种制备如权利要求3所述的LiNia^n1.504/C体系电池的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 预充步骤对完成注液的LiNia5Mnh5CVC体系电池，在40°C _55°C的环境中，进行预冲； 化成步骤对预充步骤得到的LiNia5Mnh5CVC体系电池，在40°C _55°C的环境中，进行化成。
5.如权利要求4所述的LiNia^n1.504/C体系电池的制备方法，其特征在于，所述的预充步骤中预冲制度为在O. 02C充电，O. 05C充电，O. IC充电，完成后搁置12-20h。
6.如权利要求5所述的LiNia5MnL 504/C体系电池的制备方法，其特征在于，所述的在O. 02C充电的充电时间为3-5h，0. 05C充电的充电时间为2_4h，0. IC充电的充电时间为3-6h。
7.如权利要求4所述的LiNia^n1.504/C体系电池的制备方法，其特征在于，所述的化成步骤中化成制度为O. IC充放电，O. 2C充放电，O. 3C充放电。
8.如权利要求7所述的LiNia5Mnh5CVC体系电池的制备方法，其特征在于，所述的在O.IC充放电的次数为1-3次，O. 2C充放电的次数为3-5次，O. 3C充放电的次数为2_3次。
全文摘要
本发明提供一种电池的正极材料，LiNi0.5Mn1.5O4/C体系电池及其制备方法，属于锂离子电池技术领域，其可解决现有的电池在使用中存在析气现象的问题。本发明的电池的正极材料包括如下物质占正极材料总量的质量分数为0.5%-2%的抑气添加剂。该抑气添加剂能够在一定程度上抑制析气现象的产生。本发明的LiNi0.5Mn1.5O4/C体系电池的正极材料采用上述的正极材料。本发明的LiNi0.5Mn1.5O4/C体系电池的制备过程中采用预充步骤和化成步骤，也在一定程度上抑制析气现象的产生，化成得到的电池厚度明显降低。
文档编号H01M10/058GK102694178SQ20121020596
公开日2012年9月26日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者刘三兵, 刘云建, 朱广燕, 翟丽娟, 陈效华 申请人:奇瑞汽车股份有限公司