复合正极活性物质及锂离子二次电池的制作方法_2

文档序号:9689642阅读:来源:国知局

[0023] 对比例1
[0024] (1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0025] 将正极活性物质LiNia33C〇Q.33MnQ.330 2(二次颗粒的平均粒径D50为8. 5μm)、导电 剂炭黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)以及溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)按质量比95:2:3:85 混合均匀得到正极浆料,之后将正极浆料均匀涂覆在厚度为12μm的集流体铝箔上,其中, 涂覆在铝箔标准圆面积(1540. 25mm2)上的质量为200mg,然后在110°C下烘干后进行冷压、 切边、裁片、分条、焊接极耳,得到锂离子二次电池的正极片。
[0026] (2)锂离子二次电池的负极片的制备
[0027] 将负极活性物质人造石墨、导电剂炭黑、粘结剂丁苯橡胶(SBR)与聚偏二氟乙 烯(PVDF)的混合物以及溶剂去离子水按质量比为93:2:5:100混合均匀得到负极浆料, 之后将负极浆料均匀涂覆在厚度为8μm的集流体铜箔上,其中,涂覆在铜箔标准圆面积 (1540. 25mm2)上的质量为300mg,然后在100°C下烘干后进行冷压、切边、裁片、分条、焊接极 耳,得到锂离子二次电池的负极片。
[0028] (3)锂离子二次电池的电解液的制备
[0029] 锂离子二次电池的电解液以lmol/L的六氟磷酸锂(LiPF6)为溶质,以碳酸乙烯酯 (EC)、碳酸丙烯酯(PC)以及碳酸二乙酯(DEC)的混合物为非水有机溶剂,其中EC、PC、DMC 的质量比为1:1:1。
[0030] (4)锂离子二次电池的制备
[0031] 将上述得到的正极片、负极片以及隔离膜(聚丙烯/聚乙烯/聚丙烯三层复合膜) 通过卷绕得到电芯,经烘干、注入电解液、封装等工序后,得到锂离子二次电池。之后将锂离 子二次电池满充至4. 50V(充电截止电压),然后以0. 5C倍率的恒定电流将锂离子二次电池 放电至3. 0V,此为一个充放电循环过程,得到的放电容量为锂离子二次电池第一次循环后 的放电容量,将此放电容量除以正极片的涂覆质量,即得到正极活性物质的首次放电克容 量。重复350次这种充放电循环过程,则锂离子二次电池350次循环后的容量保持率(% ) =第350次循环后的放电容量/第一次循环后的放电容量X100%。
[0032] 对比例2
[0033] 依照对比例1的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0034] (1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0035] 使用复合正极活性物质,所述复合正极活性物质包括正极活性材料 LiNia33C〇Q.33MnQ.330 2(二次颗粒的平均粒径D50为8. 5μm)以及表面包覆的一层MgF2 (包覆 材料)。
[0036] 所述复合正极活性物质的制备过程如下:
[0037] 准确称取17.9(^高纯度1%0(纯度为99.99%)并置于坩埚中,之后加入44.76 8质 量分数为40%的氢氟酸溶液,充分搅拌使其充分反应,直到出现大量白色乳浆,倒出上层清 液后过滤得到白色沉淀,随后将白色沉淀在300°C下烘干2h,得到MgF2粉末,将所得的MgF2 粉末与LiNia33C〇a33Mna3302均匀混合,并在550°C下烧结5h,即得到复合正极活性物质,其 中,MgF2的质量为复合正极活性物质的质量的5. 55%。
[0038] 对比例3
[0039] 依照对比例2的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0040](1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0041]MgF2的质量为复合正极活性物质的质量的0. 008%。
[0042] 对比例4
[0043] 依照对比例1的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0044] (1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0045] 所述正极活性材料为LiCo02,其二次颗粒的平均粒径D50为11. 8μm。
[0046] 对比例5
[0047] 依照对比例4的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0048] (1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0049] 使用复合正极活性物质,所述复合正极活性物质包括正极活性材料LiC〇02(二次 颗粒的平均粒径D50为11. 8μm)以及表面包覆的一层CaCl2 (包覆材料)。
[0050] 所述复合正极活性物质的制备过程如下:
[0051] 准确称取7. 15g二水氯化钙(CaCl2 · 2H20)并置于坩埚中,之后在250°C下干燥脱 水,得到高纯度的无水氯化钙,将无水氯化钙与LiC〇02均匀混合,并在550°C下烧结5h,即 得到复合正极活性物质,其中,CaCl2的质量为复合正极活性物质的质量的1. 05%。
[0052] 对比例6
[0053] 依照对比例4的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0054] (1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0055] 使用复合正极活性物质,所述复合正极活性物质包括正极活性材料LiC〇02(二次 颗粒的平均粒径D50为11. 8μm)以及表面包覆的一层Li3BN2 (包覆材料)。其中,Li3BN2的 质量为复合正极活性物质的质量的1. 05%。
[0056] 对比例7
[0057] 依照对比例1的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0058] (1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0059] 所述正极活性材料为LiNiaSQC〇a1QMn。. 1Q02,其二次颗粒的平均粒径D50为 10. 3μm〇
[0060] 对比例8
[0061] 依照对比例7的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0062] (1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0063] 使用复合正极活性物质,所述复合正极活性物质包括正极活性材料 LiNiasQC〇Q.1QMnQ.1Q02(二次颗粒的平均粒径D50为10. 3μm)以及表面包覆的一层Sn02 (包 覆材料)。其中,Sn02的质量为复合正极活性物质的质量的1. 08%。
[0064] (4)锂离子二次电池的制备
[0065] 锂离子二次电池的充电截止电压为4. 20V。
[0066] 对比例9
[0067] 依照对比例8的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0068] (4)锂离子二次电池的制备
[0069] 锂离子二次电池的充电截止电压为6. 25V。
[0070] 对比例10
[0071] 依照对比例1的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0072] (1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0073] 所述正极活性材料为LiNiasQC〇a15A1Q.Q502,其二次颗粒的平均粒径D50为9. 8μm。
[0074] 对比例11
[0075] 依照对比例1的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0076] (1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0077] 使用复合正极活性物质,所述复合正极活性物质包括正极活性材料LUUo。. 3(:AlaQ3M%3302 (二次颗粒的平均粒径D50为0. 5μm)以及表面包覆的一层NiF2 (包覆材料)。
[0078] 所述复合正极活性物质的制备过程如下:
[0079] 精确量取800mL硫酸镍(0.lmol/L)并置于反应器中,之后逐滴加入156mL的 Na2C03(0. 5mol/L)溶液并用玻璃棒搅拌直至反应完全,出现浅绿色沉淀物,倒出上层清液并 过滤得到NiC03沉淀,甩干后,将NiC03沉淀重新放入反应器中,再加入800mL蒸馏水充分搅 拌,之后逐滴加入200mL的HF溶液(0. 5mol/L),出现淡黄色沉淀物,倒出上层清液并过滤 得到NiF2沉淀,之后将NiF2沉淀置于坩埚中并在150°C下烘干,从而得到高纯度的NiF2粉 末,将NiF2粉末与ΙΑ.α8Ν?α33Ο)α3(]Α1α(]3Μηα3302均匀混合,并在550°C下烧结4. 5h,即得到复 合正极活性物质,其中,NiF2的质量为复合正极活性物质的质量的1. 05%。
[0080] 对比例12
[0081] 依照对比例11的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0082] (1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0083]所述正极活性材料为1^.。8附。.330)。.3/1。.。3111。.3302,其二次颗粒的平均粒径050为25μm〇
[0084] 实施例1
[0085] 依照对比例2的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0086] (1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0087] MgF2的质量为复合正极活性物质的质量的0. 015%。
[0088] 实施例2
[0089] 依照实施例1的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0090] (1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0091] MgF2的质量为复合正极活性物质的质量的0. 05%。
[0092] 实施例3
[0093] 依照实施例1的方法制备锂离子二次电池,除以下不同之处:
[0094] (1)锂离子二次电池的正极片的制备
[0095]MgF2的质量为复合
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