正极活性材料、正极及制备方法和锂离子电池与流程

文档序号:30221210发布日期:2022-05-31 22:06阅读:293来源:国知局
正极活性材料、正极及制备方法和锂离子电池与流程

1.本发明属于锂离子电池领域,尤其涉及正极活性材料、正极及制备方法和锂离子电池。


背景技术:

2.为了解决材料成本与钴矿资源有限的问题开发出低钴三元材料lini
x
coymn
1-x-y
o2(y≤0.13),然而,低钴三元材料中co的含量下降会降低材料整体导电性,影响电池的容量发挥;据研究,在正极表面包覆少量钨化合物,可有效提升材料表面的离子与电子导电性,从而减少电池内阻、改善低温性能。现有的干法包覆得到的材料钨包覆层呈点状,锂离子扩散及表面阻抗改善有限。因此需要一种新的包覆方法,改善钨化合物分布不均、电导性能不佳的问题。


技术实现要素:

3.针对现有技术存在的正极活性材料表面包覆层呈点状,锂离子扩散及表面阻抗改善有限等问题,本发明提出了正极活性材料、正极及制备方法和锂离子电池,所述正极活性材料的表面具有非常均匀的膜状包覆,超薄的钨化合物涂层提升充放电过程中的锂离子扩散,有效提高了材料的充放电容量,同时有效改善了表面阻抗及循环稳定性,所述制备方法经过湿法混合或喷涂得到所述正极活性材料,工艺简单、操作方便,缩短了烧结时间。
4.为达此目的,本发明采用以下技术方案:
5.第一方面,本发明提供一种正极活性材料,所述正极活性材料包括镍钴锰三元材料粉末以及在镍钴锰三元材料粉末表面包覆的含钨膜层,其中钨的质量分数为1000至4000ppm。
6.本发明中,正极活性材料上包覆的钨化合物呈薄膜状分布,相比其他三元材料上点状分布的钨化合物,充放电过程中具有更加稳定的锂离子扩散,可以有效提高材料的充放电容量,表面阻抗及循环稳定性也得到有效改善,其中钨的质量分数为1000至4000ppm,例如可以是1000ppm、1500ppm、2000ppm、2500ppm、3000ppm、3500ppm或4000ppm,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用,由于包覆量低于1000ppm,包覆不均匀,改善效果有限;包覆量大于4000ppm,容易在表面团聚,因此采用本发明中钨元素的包覆量在1000至4000ppm的范围,可以兼顾锂离子扩散速度和电池阻抗。
7.优选地,所述正极活性材料的粒径为3至5μm,例如可以是3μm、3.2μm、3.5μm、3.8μm、4μm、4.2μm、4.5μm、4.8μm或5μm,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
8.本发明优选正极活性材料的粒径为3至5μm,该粒径范围内的正极活性材料大小均匀,镍钴锰三元材料粉末和含钨膜层的配比更为合理,兼顾锂离子扩散速度和电池阻抗。
9.优选地,所述镍钴锰三元材料粉末的分子式为lini
x
coymn
1-x-y
o2,其中0.5≤x≤0.9,0≤y≤0.13,例如可以是x=0.5,y=0.13、x=0.5,y=0.1、x=0.6,y=0.13、x=0.6,y
=0.1、x=0.7,y=0.1、x=0.8,y=0.1或x=0.9,y=0.1,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
10.本发明优选分子式为lini
x
coymn
1-x-y
o2的低钴镍钴锰三元材料粉末,较低的钴含量节约了金属资源,有效降低了正极和电池的生产成本。
11.优选地,所述含钨膜层中钨的存在形式满足以下条件中(a)至(b)中的至少一个:
12.(a)所述含钨膜层中钨的存在形式为h4w、h2w2o7、wo3、wo2、bw、b2w、w2n3、wf6、wf4或wof4中的任意一种或至少两种以上的组合;
13.(b)所述含钨膜层中钨的存在形式为h2w2o7和/或wf6;其中非限制性的典型组合可以是h4w和h2w2o7的组合、h4w和wo3的组合、h4w和wo2的组合、wf6和h2w2o7的组合、h4w和wf6的组合、bw和h2w2o7的组合、wf4和h2w2o7的组合、wof4和h2w2o7的组合或w2n3、和wf6的组合,但并不仅限于所列举的组合,该范围内其他未列举的组合同样适用。
14.本发明含钨膜层中钨的存在形式优选采用h4w、h2w2o7、wo3、wo2、bw、b2w、w2n3、wf6、wf4或wof4中的任意一种或至少两种以上的组合,进一步优选采用h2w2o7和/或wf6,是为了挑选低成本和高活性的钨化合物进行钨包覆,以得到包覆效果更均匀的正极活性材料。
15.第二方面,本发明提供一种如第一方面所述的正极活性材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
16.镍钴锰三元材料粉末、含钨粉末和醇类溶剂经湿法混合或喷涂后煅烧得到所述正极活性材料。
17.其中,所述湿法混合包括镍钴锰三元材料粉末和含钨粉末分散于醇类溶剂,搅拌直至醇类溶剂挥发,所述喷涂包括含钨粉末混合分散于醇类溶剂后喷涂至镍钴锰三元材料粉末。
18.本发明中,所述正极活性材料的制备方法采用湿法包覆或喷涂的混合方式,使得钨化合物和低钴三元材料均匀分布,不仅提升了均质性,更有利于缩短后续烧结时间,生产效率得以提高。
19.作为本发明的一种优选的技术方案,所述镍钴锰三元材料粉末的分子式为lini
x
coymn
1-x-y
o2,其中0.5≤x≤0.9,0≤y≤0.13,例如可以是x=0.5,y=0.13、x=0.5,y=0.1、x=0.6,y=0.13、x=0.6,y=0.1、x=0.7,y=0.1、x=0.8,y=0.1或x=0.9,y=0.1,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20.本发明优选分子式为lini
x
coymn
1-x-y
o2的低钴镍钴锰三元材料粉末,较低的钴含量节约了金属资源,有效降低了正极和电池的生产成本。
21.优选地,所述含钨粉末满足以下条件中(a)至(b)中的至少一个:
22.(a)所述含钨粉末为h4w、h2w2o7、wo3、wo2、bw、b2w、w2n3、wf6、wf4或wof4中的任意一种或至少两种以上的组合;
23.(b)所述含钨粉末为h2w2o7和/或wf6;
24.其中非限制性的典型组合可以是h4w和h2w2o7的组合、h4w和wo3的组合、h4w和wo2的组合、wf6和h2w2o7的组合、h4w和wf6的组合、bw和h2w2o7的组合、wf4和h2w2o7的组合、wof4和h2w2o7的组合或w2n3和wf6的组合,但并不仅限于所列举的组合,该范围内其他未列举的组合同样适用。
25.优选地,所述醇类溶剂包括乙醇。
26.作为本发明的一种优选的技术方案,所述湿法混合中,镍钴锰三元材料粉末与含钨粉末的质量比满足以下条件中(a)至(b)中的至少一个:
27.(a)镍钴锰三元材料粉末与含钨粉末的质量比为(98至99.99):(0.01至2);
28.(b)镍钴锰三元材料粉末与含钨粉末的质量比为(98.9至99.1):(0.9至1.1);例如可以是98:2、98.5:1.5、98.9:1.1、99:1、99.1:0.9、99.2:0.8、99.5:0.5、99.8:0.2、99.9:0.1或99.99:0.01,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
29.本发明优选采用镍钴锰三元材料粉末与含钨粉末的质量比为(98至99.99):(0.01至2),进一步优选为(98.9至99.1):(0.9至1.1),镍钴锰三元材料粉末和含钨膜层的配比更为合理,有利于正极和电池产品中锂离子的扩散。
30.优选地,所述湿法混合中,醇类溶剂与镍钴锰三元材料粉末液固比为(1.8至2.2):1,例如可以是1.8:1、1.9:1、2:1、2.1:1或2.2:1,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
31.本发明优选采用醇类溶剂与镍钴锰三元材料粉末液固比为(1.8至2.2):1,可以使混合过程中镍钴锰三元材料和含钨粉末的更加均匀,醇类溶剂在后续工序中蒸发,因而也延长了镍钴锰三元材料和含钨粉末烧结并结合的时间。
32.优选地,所述喷涂中,镍钴锰三元材料粉末与含钨粉末的质量比满足以下条件中(a)至(b)中的至少一个:
33.(a)镍钴锰三元材料粉末与含钨粉末的质量比为(98至99.99):(0.01至2);
34.(b)镍钴锰三元材料粉末与含钨粉末的质量比为(98.9至99.1):(0.9至1.1);
35.例如可以是98:2、98.5:1.5、98.9:1.1、99:1、99.1:0.9、99.2:0.8、99.5:0.5、99.8:0.2、99.9:0.1或99.99:0.01,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
36.优选地,所述喷涂中,醇类溶剂与镍钴锰三元材料粉末的液固比为(1.8至2.2):1,例如可以是1.8:1、1.9:1、2:1、2.1:1或2.2:1,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
37.优选地,所述煅烧满足以下条件中(a)至(b)中的至少一个:
38.(a)所述煅烧的温度为200至600℃;例如可以是200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃或600℃,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用;
39.(b)所述煅烧的时间为8至20h;例如可以是8h、9h、10h、11h、12h、13h、14h、15h、16h、17h、18h、19h或20h,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
40.本发明中煅烧的温度优选采用200至600℃,煅烧的时间优选采用8至20h,这样得到的正极活性材料包覆效果、活性和粉末强度更好。
41.第三方面,本发明提供一种正极,包含如第一方面所述的正极活性材料。
42.作为本发明的一种优选的技术方案,所述正极还包括导电材料和含氟聚合物。
43.优选地,所述导电材料和含氟聚合物的质量比为(0.2至7):(0.1至3),例如可以是7:0.1、6:0.2、5:0.3、4:0.4、3:0.5、2:0.6、1:0.7、0.8:1、0.6:1.5、0.5:2、0.4:2.5、或0.2:
3,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
44.优选地,所述正极活性材料占正极的质量分数为90至99%,例如可以是90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%或99%,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
45.第四方面,本发明提供一种如第三方面所述的正极的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
46.所述正极活性材料经制浆和制片,得到所述正极。
47.作为本发明的一种优选的技术方案,所述制浆包括正极活性材料、导电材料、含氟聚合物和有机溶剂混合成为浆料。
48.优选地,所述正极活性材料、导电材料和含氟聚合物的质量比为(90至99):(0.2至7):(0.1至3),例如可以是90:7:3、92:5:3、93:5:2、94:4:2、95:3.5:1.5、98:1.8:0.2或99:0.7:0.3,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
49.优选地,所述导电材料包括导电炭黑和导电碳管。
50.优选地,所述含氟聚合物包括聚偏氟乙烯、六氟丙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的任意一种或至少两种的组合,优选为聚偏氟乙烯,其中典型但非限制性的组合为聚偏氟乙烯和六氟丙烯的组合、聚偏氟乙烯和聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物的组合、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物和六氟丙烯的组合等,但并不仅限于所列举的组合,该范围内其他未列举的组合同样适用。
51.优选地,所述正极活性材料、导电炭黑、导电碳管和聚偏氟乙烯的质量比为(90至99):(0.1至2):(0.1至5):(0.1至3),例如可以是90:2:5:3、92:1:4:3、93:1:4:2、94:1:3:2、95:0.5:3:1.5、98:0.5:1.3:0.2或99:0.2:0.5:0.3,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
52.优选地,所述有机溶剂包括氮甲基吡咯烷酮溶剂。
53.优选地,所述有机溶剂的体积与正极活性材料的质量比为(6至7)ml:1g,例如可以是6ml:1g、6.2ml:1g、6.5ml:1g、6.8ml:1g或7ml:1g,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
54.作为本发明的一种优选的技术方案,所述制片包括所述浆料涂布在集流体上、烘干并辊压,得到所述正极。
55.优选地,所述集流体包括金属箔片。
56.优选地,所述涂布的正极的面密度为15至22g/cm2,例如可以是15g/cm2、16g/cm2、17g/cm2、18g/cm2、19g/cm2、20g/cm2、21g/cm2或22g/cm2,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
57.优选地,所述辊压后正极的压实密度为3.3至3.8g/cm3,例如可以是3.3g/cm3、3.4g/cm3、3.5g/cm3、3.6g/cm3、3.7g/cm3或3.8g/cm3,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
58.第五方面,本发明提供一种锂离子电池,所述锂离子电池中,正极包括如第三方面所述的正极,隔膜包括聚乙烯膜和/或聚丙烯膜,负极包括涂有石墨的铜箔,电解液包括六氟磷酸锂溶液。
59.优选地,所述锂离子电池的组装步骤为:将铝材质的正极极耳粘在正极上,铜材质
的负极极耳粘在负极上,片状的正极、隔膜和负极裁切成(3至10)
×
(3至10)cm2的大小,并按正极-隔膜-负极的顺序依次紧密叠在一起,在隔膜两侧注入六氟磷酸锂电解液后成为电芯,叠至所需层数后得到所述锂离子电池。
60.本发明提供的锂离子电池采用具有较高理论容量、高反应平台电压的镍钴锰三元正极为原料,为了节省co元素的用量且保证电池的材料性能,使用钨包覆低钴三元材料lini
x
coymn
1-x-y
o2(y≤0.13),在此基础上优化了钨化合物的包覆形态,使三元材料表面具有超薄钨化合物层,产品电池具有较高的容量和循环稳定性。
61.优选地,所述锂离子电池为扣式电池。
62.与现有技术相比,本发明的有益效果为:
63.(1)本发明提供一种正极活性材料,所述正极活性材料表面含有膜状均匀分布的钨化合物,超薄的钨化合物涂层提升充放电过程中的锂离子扩散,有效提高了材料的充放电容量、表面组坑及循环稳定性;
64.(2)本发明提供一种正极活性材料的制备方法,通过湿法混合或喷涂形成得到所述正极活性材料,缩短了烧结时间,从一般烧结的14至20h降低到8至20h,工艺简单,操作方便;
65.(3)本发明提供一种锂离子电池,采用本发明提供的正极活性材料及制备方法,采用优选范围制备的锂离子电池,2.8v至4.3v克容量≥184.9ma
·
h/g,25℃下、50%soc下直流阻抗≤96.2ω,证明本发明具有充足的克容量和较低的阻值,其在-20℃下、50%soc直流阻抗≤812ω,-20℃下的容量保持率均≥70.2%,证明本发明的锂离子电池在低温下也具有较低阻值和较高的保持率,使用环境广泛,性能优异。
附图说明
66.图1为本发明实施例1与对比例1在2.8至4.3v下克容量对比图。
67.图2为本发明实施例1与对比例1的直流阻抗对比图。
68.图3为本发明实施例1与对比例1的低温直流阻抗对比图。
69.图4为本发明实施例1与对比例1的低温容量保持率对比图。
具体实施方式
70.为便于理解本发明,本发明列举实施例如下。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
71.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
72.在已有技术方案中,一种改性锂镍钴锰氧化物正极的制备方法,将锂镍钴锰氧化物与钨酸铝混合后进行烧结处理,得到改性锂镍钴锰氧化物正极,其中混合的方式为球磨混合。所述混合方式生产的正极表面的钨酸锂呈点状分布,对正极的循环、倍率性能和电导率性能的改善有限,直流阻抗仅在10至25ω之间。
73.另一种技术方案提供了一种包覆钨酸锂的三元正极的制备方法。通过将含钨化合物溶解在醇类溶剂或水中形成钨源溶液,将多孔镍钴锰氧化物前驱体分散在钨源溶液中后烧结,得到表面和孔隙内壁包覆有钨酸锂的多孔镍钴锰酸锂。该方案提供了钨层湿法包覆的思路,但是并没有给出改善钨化合物点状分布的方法。
74.另一种技术方案提供了一种钨钛共包覆的锂离子三元正极及其制备方法。所述锂离子三元正极的内核为锂电三元材料,外层为连续均匀的钨钛复合膜,通过将钨源化合物、钛源化合物和稳定剂溶解在溶剂中形成共混液,适量锂电三元材料加入至所述共混液中得到浆料,向所述浆料中喷入高压锂源水雾,蒸发溶剂并煅烧后得到所述锂离子三元正极。该方法将内核物和包覆物分别溶解并通过喷涂混合,操作较为复杂。
75.本技术公开的实施例中提出了一种正极活性材料、正极及制备方法和锂离子电池。所述正极活性材料的表面具有非常均匀的膜状包覆,所述制备方法采用湿法混合或喷涂后煅烧的方式得到所述正极活性材料,再经制浆和制片,得到所述正极;超薄的钨化合物涂层提升充放电过程中的锂离子扩散,有效提高了材料的充放电容量,同时有效改善了表面阻抗及循环稳定性,所述制备方法经过湿法混合或喷涂得到所述正极活性材料,工艺简单、操作方便,缩短了烧结时间。
76.在一个具体实施方式中,本发明提供了一种正极活性材料,其中钨的含量为1000至4000ppm,粒径为3至5μm。
77.在另一个具体实施方式中,本发明提供了一种正极活性材料的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
78.镍钴锰三元材料粉末与含钨粉末、乙醇经湿法混合或喷涂后,200至600℃、8至20h煅烧得到所述正极活性材料;
79.其中,所述湿法混合包括镍钴锰三元材料粉末和含钨粉末溶解于乙醇,搅拌直至乙醇挥发,所述喷涂包括含钨粉末混合溶解于乙醇后喷涂至镍钴锰三元材料粉末;
80.所述镍钴锰三元材料粉末的分子式为lini
x
coymn
1-x-y
o2,其中0.5≤x≤0.9,0≤y≤0.13,所述含钨粉末包括h4w、h2w2o7、wo3、wo2、bw、b2w、w2n3、wf6、wf4或wof4中的任意一种或至少两种以上的组合;所述湿法混合中,镍钴锰三元材料粉末与含钨粉末的质量比为(98至99.99):(0.01至2),乙醇与镍钴锰三元材料粉末的液固比为(1.8至2.2):1;所述喷涂中,镍钴锰三元材料粉末与含钨粉末的质量比为(98至99.99):(0.01至2),乙醇与镍钴锰三元材料粉末的液固比为(1.8至2.2):1;
81.在另一个具体实施方式中,本发明提供了一种包含上述正极活性材料的正极的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
82.所述正极活性材料、导电炭黑、导电碳管、聚偏氟乙烯和氮甲基吡咯烷酮溶剂混合成为浆料,所述浆料涂布在金属箔片上、烘干并辊压,得到所述正极;其中,正极活性材料、导电炭黑、导电碳管和聚偏氟乙烯的质量比为(90至99):(0.1至2):(0.1至5):(0.1至3),氮甲基吡咯烷酮溶剂的体积与正极活性材料的质量比为(6至7)ml:1g,所述涂布的正极的面密度为15至22g/cm2,所述辊压后正极的压实密度为3.3至3.8g/cm3。
83.在另一个具体实施方式中,本发明提供了一种锂离子电池,以涂有石墨的铜箔为负极,以聚乙烯膜和/或聚丙烯膜为隔膜,以六氟磷酸锂溶液作为电解液,将铝材质的正极极耳粘在正极上,铜材质的负极极耳粘在负极上,片状的正极、隔膜和负极裁切成(3至10)
×
(3至10)cm2的大小,并按正极-隔膜-负极的顺序依次紧密叠在一起,在隔膜两侧注入六氟磷酸锂电解液后成为电芯,组装成1ah软包电池。
84.需明确的是,采用了本发明实施例提供的工艺或进行了常规数据的替换或变化均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
85.实施例1至9
86.每个实施例分别提供一种包含正极活性材料、正极的锂离子电池,每个实施例分别采用本技术实施例上述的正极活性材料、正极和锂离子电池的制备方法制得,但各个实施例之间的原料种类、配比、混合方式和工艺参数不同。
87.对比例1至2
88.每个对比例分别提供一种包含正极活性材料、正极的锂离子电池,每个对比例分别采用本技术对比例上述的正极活性材料、正极和锂离子电池的制备方法制得,但各个对比例之间的原料种类、配比、混合方式和工艺参数不同。
89.将实施例1至9与对比例1至2中制备的软包电池化成及老化。在室温下,以0.33c倍率充电至4.3v电压,0.33c放电至2.8v,得到容量c0。通过c0及正极涂布质量计算得到正极的克容量。然后将实施例1至9与对比例1至2中制备的电池的满充态调至70%soc(70%满充态),之后将电池以4c的电流密度放电30s,其放电前后的电压差值除以电流密度就是电池在该soc(满充态)下的直流阻抗。依此法可测得50%soc、20%soc的直流阻抗值;之后将电池置于-20℃恒温烘箱中,以0.33c电流密度在2.8v至4.3v电压窗口充放电,用相同方法测试电池在-20℃温度条件下的直流阻抗值。同时,记录-20℃时放电容量c1,c1/c0即为电池的低温容量保持率。同时,测试电池在-20℃温度条件下的直流阻抗值。
90.实施例1与对比例1的在2.8至4.3v下克容量对比如图1所示,湿法包覆相对干法包覆得到更好的锂离子扩散通路,克容量从184.2提高到185.7;实施例1与对比例1的直流阻抗对比如图2所示,湿法包覆优化了材料与电解液的接触面,副反应减少,电荷转移阻抗下降,在常温下从98mω降到93.7mω(50%soc,4c dc 30s条件下测量,含义为50%满充态,以4c恒流放电30秒),在低温下从863mω降到764mω(50%soc,1c dc 20s条件下测量,含义为50%满充态,以1c恒流放电20秒);实施例1与对比例1的低温直流阻抗对比如图3所示,实施例1与对比例1的低温容量保持率如图4所示,湿法包覆降低了li
+
穿过活性物质/电解液界面过程的极化,使-20℃容量保持率从68%提升到71%。
91.上述不同实施例与对比例,正极活性材料中不同的钨含量、混合方式、原料种类和配比和工艺参数如表1所示,正极的原料配比和工艺参数如表2所示,锂离子电池的参数如表3所示。
92.表1
[0093][0094]
表2
[0095][0096][0097]
表3
[0098][0099]
综合表1至3数据我们可以看出:
[0100]
(1)实施例1至4的方法得到的包含正极活性材料、正极的锂离子电池,2.8v至4.3v克容量≥184.9ma
·
h/g,25℃下、50%soc直流阻抗≤96.2ω,证明本发明具有充足的克容量和较低的阻值,其在-20℃下、50%soc直流阻抗≤812ω,-20℃下的容量保持率均≥70.2%,证明本发明的锂离子电池在低温下也具有较低阻值和较高的保持率,由此说明本发明提供的锂离子电池在常温下都具有良好的使用性能,尤其是低温下也具有较高的保持率;
[0101]
(2)综合实施例1、实施例5至6可以看出,实施例5和实施例6相比于实施例1,煅烧时间分别为6h和24h,而实施例1的煅烧时间为10h,实施例5由于烧结时间过短,结晶性低,副反应多,因此25℃下、50%soc直流阻抗达到100.1ω,-20℃下、50%soc直流阻抗高达1035ω,实施例6由于烧结时间过长,颗粒变大,造成克容量下降,2.8v至4.3v克容量仅为182.1ma
·
h/g,而实施例1的锂离子电池2.8v至4.3v克容量185.8ma
·
h/g,25℃下、50%soc直流阻抗为93.7ω,其在-20℃下、50%soc直流阻抗为764ω,-20℃下的容量保持率为71%,由此表明,本发明采用优选范围内的煅烧时间,得到性能较为优越的锂离子电池;
[0102]
(3)综合实施例1、实施例7至8可以看出,实施例7和实施例8相比于实施例1,煅烧温度分别为150℃和700℃,而实施例1的煅烧温度为300℃,实施例7由于烧结温度过短,结晶性低,副反应多,因此25℃下、50%soc直流阻抗达到102.5ω,-20℃下、50%soc直流阻抗高达990ω,实施例8由于烧结温度过高,颗粒变大,造成克容量下降,2.8v至4.3v克容量仅为183.2ma
·
h/g,而实施例1的锂离子电池2.8v至4.3v克容量185.8ma
·
h/g,25℃下、50%soc直流阻抗为93.7ω,其在-20℃下、50%soc直流阻抗为764ω,20℃下的容量保持率为71%,由此表明,本发明采用优选范围内的煅烧温度,得到性能较为优越的锂离子电池;
[0103]
(4)综合实施例1、对比例1可以看出,对比例1相比于实施例1采用了干法混合,而实施例1采用湿法混合,对比例1由于采用干法混合,锂离子扩散不佳,因此2.8v至4.3v克容量仅为184.2ma
·
h/g,25℃下、50%soc直流阻抗达到98ω,20℃下、50%soc直流阻抗高达863ω,而实施例1的锂离子电池2.8v至4.3v克容量为185.8ma
·
h/g,25℃下、50%soc直流阻抗为93.7ω,其在-20℃下、50%soc直流阻抗为764ω,20℃下的容量保持率为71%,由此表明,本发明采用优选范围内的煅烧温度,得到克容量充足和阻值性较低,室温和低温下性能都较为优越的锂离子电池;
[0104]
(5)综合实施例1、对比例2可以看出,对比例2相比于实施例1钨含量达到4500ppm,
而实施例1的钨含量为3000ppm,对比例2中钨含量过高,阻碍了锂离子扩散,因此2.8v至4.3v克容量仅为184ma
·
h/g,25℃下、50%soc直流阻抗达到101.7ω,-20℃下、50%soc直流阻抗高达917ω,而实施例1的锂离子电池2.8v至4.3v克容量为185.8ma
·
h/g,25℃下、50%soc直流阻抗为93.7ω,其在-20℃下、50%soc直流阻抗为764ω,-20℃下的容量保持率为71%,由此表明,本发明采用优选范围内的煅烧温度,得到克容量充足和阻值性较低,室温和低温下性能都较为优越的锂离子电池。
[0105]
综上所述,本发明提供的一种包含正极活性材料、正极的锂离子电池,具有充足的克容量和较低的阻值,证明本发明的锂离子电池在低温下也具有较低阻值和较高的保持率,使用环境广泛,适合大范围推广使用。
[0106]
申请人声明,以上所述仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,所属技术领域的技术人员应该明了,任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
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