本發(fā)明屬于電池領(lǐng)域,涉及一種鋰電池正極、鋰電池及其制備方法,尤其涉及一種含有正極添加劑的鋰電池正極、鋰電池及其制備方法。
背景技術(shù):
鋰電池(Lithium Cell)是指電化學(xué)有鋰(包括金屬鋰、鋰合金和鋰離子、鋰聚合物)的最基本電化學(xué)單位。鋰電池大致可分為兩類(lèi):鋰金屬電池和鋰離子電池。鋰離子電池不含有金屬態(tài)的鋰,并且是可以充電的。可充電電池的第五代產(chǎn)品鋰金屬電池在1996年誕生,其安全性、比容量、自放電率和性能價(jià)格比均優(yōu)于鋰離子電池。由于其自身的高技術(shù)要求限制,現(xiàn)在只有少數(shù)的幾個(gè)國(guó)家的公司在生產(chǎn)這種鋰金屬電池。
其中含有錳化合物的鋰電池正極,由于其有益的性能,被廣泛用于鋰電池的生產(chǎn)中。然而在鋰電池工作的過(guò)程中,正極中的錳元素由正四價(jià)得電子還原為正三價(jià),四價(jià)錳元素d軌道有三個(gè)電子,其t2g軌道dxy、dyz以及dxz均填充有一個(gè)電子,所以四價(jià)錳的d軌道電子分布是對(duì)稱(chēng)的,錳的八面體結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生形變;而三價(jià)錳的d軌道有四個(gè)電子,其eg軌道dx2-y2軌道填充有一個(gè)電子,這就導(dǎo)致了其eg軌道電子分布不對(duì)稱(chēng),從而引起Jahn-Teller效應(yīng),造成錳的八面體結(jié)構(gòu)發(fā)生形變,導(dǎo)致晶格中三價(jià)錳的不穩(wěn)定。由于三價(jià)錳的不穩(wěn)定性,導(dǎo)致有一部分錳進(jìn)入到電解液中,進(jìn)而流向負(fù)極,在負(fù)極得電子形成金屬錳,包覆在負(fù)極表面,使電池內(nèi)部阻抗升高,電池放電能力下降。
CN 105762332A公開(kāi)了一種鋰離子電池的制作方法,一種以摻雜改性的錳酸鋰材料作為正極、以碳包覆的鈦酸鋰材料作為負(fù)極的鋰離子電池的制作方法。通過(guò)對(duì)錳酸鋰材料進(jìn)行鋁和硫元素的摻雜改性,抑制了Jahn-Teller效應(yīng)的發(fā)生;以碳包覆的鈦酸鋰材料作為負(fù)極,克服了石墨負(fù)極電位太低從而導(dǎo)致金屬鋰枝晶析出的缺點(diǎn),同時(shí)有效地限制了錳酸鋰材料的放電電位,大幅度提高了電池的整體循環(huán)性能。然而該發(fā)明正極摻雜鋁和硫元素來(lái)抑制Jahn-Teller效應(yīng),但是鋁和硫在電池長(zhǎng)時(shí)間工作中,也會(huì)發(fā)生價(jià)態(tài)變化,對(duì)Jahn-Teller效應(yīng)的抑制作用降低,導(dǎo)致電池長(zhǎng)時(shí)間工作性能較差,循環(huán)性能有限。
CN 103357557A公開(kāi)了一種制備鋰錳一次電池正極極片的高粘度漿料連續(xù)涂布方法,將經(jīng)熱處理后的電解二氧化錳與導(dǎo)電炭黑混合,然后加入含極性醇類(lèi)溶劑的去離子水或蒸餾水繼續(xù)混合,得到濕的混合物;接著加入鋰電池常用粘結(jié)劑的水溶液繼續(xù)混合,即得到高粘度漿料;將高粘度混合漿料制成粒狀,經(jīng)涂布輥輥壓后成為連續(xù)片狀并經(jīng)輥壓后粘結(jié)在集流體兩側(cè),連續(xù)制備出厚度均勻的正極料片,經(jīng)烘干、輥壓、裁切及清粉工序處理后即得到所需的正極極片。該方法提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品一致性,保證了料片厚度的均勻性,提高了極片的性能。該發(fā)明從鋰二氧化錳正極的制備工藝上出發(fā),從提高正極的厚度均勻性和產(chǎn)品一致性出發(fā),然而物理規(guī)整雖然能提高正極的品質(zhì),從而提高電池的效率,但是并不能根本上解決錳在價(jià)態(tài)變化中造成的Jahn-Teller效應(yīng),不能解決電池工作過(guò)程中內(nèi)阻升高、電池效率下降的問(wèn)題。
因此,研究一種能有效抑制錳元素Jahn-Teller效應(yīng),降低電池工作過(guò)程中的內(nèi)阻升高速率,提高電池的工作效率的鋰電池正極十分重要。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)鋰電池正極中錳元素Jahn-Teller效應(yīng)抑制效果低,不能有效解決電池工作過(guò)程中內(nèi)阻升高,電池效率下降的問(wèn)題,本發(fā)明提供一種鋰電池正極、鋰離子電池及其制備方法,所述鋰電池正極有效抑制了錳元素價(jià)態(tài)變化過(guò)程中的Jahn-Teller效應(yīng),工作過(guò)程中內(nèi)阻明顯降低,電池工作效率得到提高。
為達(dá)此目的,本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
本發(fā)明目的之一在于提供一種鋰電池正極,所述鋰電池正極的原料包括錳化合物,所述鋰電池正極的原料還包括芳香酸鋰鹽。
以下作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,但不作為本發(fā)明提供的技術(shù)方案的限制,通過(guò)以下技術(shù)方案,可以更好的達(dá)到和實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)目的和有益效果。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述芳香酸鋰鹽的含量為0.1wt%~1.0wt%,如0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%或1.0wt%等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)包含的其他未列舉的數(shù)值也同樣適用,優(yōu)選為0.2wt%~0.6wt%。
優(yōu)選地,所述芳香酸鋰鹽選自苯甲酸鋰、苯乙酸鋰、鄰苯二甲酸鋰、2-吡啶甲酸鋰、α-萘甲酸鋰、β-萘甲酸鋰或9-蒽甲酸鋰中的任意一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:苯甲酸鋰與苯乙酸鋰的組合、苯甲酸鋰與苯二甲酸鋰的組合、苯甲酸鋰與2-吡啶甲酸鋰的組合、α-萘甲酸鋰與β-萘甲酸鋰的組合或苯甲酸鋰、苯乙酸鋰和9-蒽甲酸鋰的組合等,優(yōu)選為苯甲酸鋰。
在鋰電池放電過(guò)程中,芳香酸鋰鹽在正極中,通過(guò)配位作用有效抑制了三價(jià)錳的Jahn-Teller效應(yīng),增加了正極中三價(jià)錳的穩(wěn)定性,減少了溶解于電解液中的錳的物質(zhì)量,從而減少了包覆在負(fù)極上的Mn的物質(zhì)量,降低了電池的內(nèi)阻,提高了電池的工作效率。
優(yōu)選地,所述錳化合物選自MnO2和/或LiMn2O4,優(yōu)選為MnO2。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述鋰電池正極按質(zhì)量百分含量主要由如下原料制備得到:
各原料的質(zhì)量百分含量之和為100wt%。
其中,錳化合物的含量可以是:85wt%、86wt%、87wt%、88wt%、89wt%、90wt%、91wt%、92wt%、93wt%、94wt%或95wt%等;導(dǎo)電炭黑的含量可以是:0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、2.5wt%、3wt%、3.5wt%、4wt%、4.5wt%或5wt%等;粘結(jié)劑含量可以是:3wt%、4wt%、5wt%、6wt%、7wt%、8wt%、9wt%或10wt%等;芳香酸鋰鹽含量可以是:0.1wt%、0.2wt%、0.3wt%、0.4wt%、0.5wt%、0.6wt%、0.7wt%、0.8wt%、0.9wt%或1.0wt%等;但并不僅限于所列舉的數(shù)值,以上各數(shù)值范圍內(nèi)包含的其他未列舉的數(shù)值也同樣適用。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述鋰電池正極按質(zhì)量百分含量主要由如下原料制備得到:
各原料的質(zhì)量百分含量之和為100wt%。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述導(dǎo)電炭黑選自乙炔黑、石墨或科琴黑中的任意一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:乙炔黑和石墨的組合、乙炔黑和科琴黑的組合、石墨和科琴黑的組合或乙炔黑、石墨和科琴黑的組合,優(yōu)選為科琴黑。
優(yōu)選地,所述粘結(jié)劑選自聚四氟乙烯、氟化乙烯丙烯共聚物、聚偏氟乙烯、聚丙烯酸酯或聚丙烯腈中的任意一種或至少兩種的組合,所述組合限制但非限制性實(shí)例有,聚四氟乙烯和氟化乙烯丙烯共聚物的組合、聚四氟乙烯和聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯和聚丙烯酸酯的組合、聚四氟乙烯和聚丙烯腈額組合、聚偏氟乙烯和聚丙烯酸酯的組合或聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯和聚丙烯腈的組合等,進(jìn)一步優(yōu)選為聚四氟乙烯。
優(yōu)選地,所述鋰電池正極的厚度為0.40~0.60mm,如0.40mm、0.41mm、0.42mm、0.43mm、0.44mm、0.45mm、0.48mm、0.50mm、0.52mm、0.55mm、0.58mm或0.60mm等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,數(shù)值范圍內(nèi)包含的其他未列舉的數(shù)值同樣適用,進(jìn)一步優(yōu)選為0.44~0.48mm。
本發(fā)明目的之二在于提供一種鋰電池,所述鋰電池包括如上所述的鋰電池正極。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述鋰電池主要由所述正極、負(fù)極、隔膜和電解液組成。
優(yōu)選地,所述負(fù)極為鋰、石墨或鈦酸鋰,進(jìn)一步優(yōu)選為鋰。
優(yōu)選地,所述電解液包括鋰鹽和有機(jī)溶劑。
優(yōu)選地,所述鋰鹽為高氯酸鋰、六氟磷酸鋰或四氟硼酸鋰中的一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:高氯酸鋰和六氟磷酸鋰的組合、高氯酸鋰和四氟硼酸鋰的組合、六氟磷酸鋰和四氟硼酸鋰的組合或高氯酸鋰、六氟磷酸鋰和四氟硼酸鋰的組合,進(jìn)一步優(yōu)選為高氯酸鋰。
優(yōu)選地,所述有機(jī)溶劑為乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊環(huán)、四氫呋喃、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或碳酸二乙基酯中的一種或至少兩種的組合,所述組合典型但非限制性實(shí)例有:乙二醇二甲醚和碳酸乙烯酯的組合、1,3-二氧戊環(huán)和碳酸丙烯酯的組合、碳酸丙烯酯和碳酸二乙基酯的組合或乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊環(huán)和碳酸丙烯酯的組合等,進(jìn)一步優(yōu)選為乙二醇二甲醚與碳酸丙烯酯的組合。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,所述鋰電池為鋰-二氧化錳電池,所述鋰-二氧化錳電池的負(fù)極為鋰,電解液為高氯酸鋰的碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚的混合溶液。
優(yōu)選地,所述碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚的混合溶液中碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚的體積比為(0.25~4):1,如0.25:1、0.5:1、0.7:1、1:1、1.5:1、2:1、2.5:1、3:1、3.5:1或4:1等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)包含的其他未列舉的數(shù)值同樣適用,進(jìn)一步優(yōu)選為(0.25~0.7):1;
優(yōu)選地,所述高氯酸鋰的濃度為0.1~5mol/L,如0.1mol/L、0.2mol/L、0.5mol/L、1mol/L、1.5mol/L、2mol/L、2.5mol/L、3mol/L、3.5mol/L、4mol/L、4.5mol/L或5mol/L等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)包含的其他未列舉的數(shù)值同樣適用;進(jìn)一步優(yōu)選為0.5~2mol/L,特別優(yōu)選為1mol/L。
本發(fā)明的目的之三在于提供一種如上所述鋰電池的制備方法,所述方法包括以下步驟:
(1)將鋰電池正極的各原料按配方量混合,制得濕團(tuán);
(2)將步驟(1)得到的濕團(tuán)壓制成所需厚度,制得正極;
(3)將步驟(2)得到的正極與負(fù)極、隔膜和電解液組裝成鋰電池。
作為本發(fā)明優(yōu)選的技術(shù)方案,步驟(2)所述壓制的方法為,將所述濕團(tuán)壓膜上網(wǎng),再精壓。
優(yōu)選地,步驟(2)所述對(duì)濕團(tuán)壓制后,再進(jìn)行裁切、除粉以及引出耳端。
優(yōu)選地,步驟(2)得到的正極在組裝前進(jìn)行烘干。
優(yōu)選地,所述烘干的溫度為150~250℃,如150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、230℃、240℃或250℃等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)包含的其他未列舉的數(shù)值同樣適用,進(jìn)一步優(yōu)選為180~220℃。
優(yōu)選地,所述烘干的時(shí)間為5~24h,如5h、6h、7h、8h、9h、10h、12h、15h、18h、20h、22h或24h等,但并不僅限于所列舉的數(shù)值,該數(shù)值范圍內(nèi)包含的其他未列舉的數(shù)值同樣適用,進(jìn)一步優(yōu)選為16h~24h。
與現(xiàn)有技術(shù)方案相比,本發(fā)明至少具有以下有益效果:
(1)本發(fā)明提供的鋰電池正極,通過(guò)添加芳香酸鋰鹽,在電池放電過(guò)程中,有效抑制了正極中三價(jià)錳的Jahn-Teller效應(yīng),提高了三價(jià)錳的穩(wěn)定性,減少了錳元素溶于電解質(zhì)的量,進(jìn)而減少覆蓋于負(fù)極上的錳元素的量;
(2)本發(fā)明提供的鋰電池,在電池長(zhǎng)期高溫工作過(guò)程中,內(nèi)阻為普通鋰電池的50%~80%,電池的工作效率提高了近一倍;
(3)本發(fā)明提供的鋰電池的生產(chǎn)方法,工藝流程簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,可用于鋰電池的工業(yè)化生產(chǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1是鋰電池未放電狀態(tài)下交流阻抗(ESI)測(cè)試結(jié)果圖;
圖2是鋰電池放電75%狀態(tài)下交流阻抗(ESI)測(cè)試結(jié)果圖。
下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但下述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明的簡(jiǎn)易例子,并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍,本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
具體實(shí)施方式
為更好地說(shuō)明本發(fā)明,便于理解本發(fā)明的技術(shù)方案,下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。但下述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的簡(jiǎn)易例子,并不代表或限制本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍,本發(fā)明保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
本發(fā)明具體實(shí)施例部分提供了一種包括錳化合物的鋰電池正極,所述鋰電池正極的原料還包括芳香酸鋰鹽。同時(shí)提供一種由所述鋰電池正極與負(fù)極、隔膜和電解液組裝合成的鋰電池,以及所述鋰電池的制備方法。
實(shí)施例1
一種鋰電池正極,所述鋰電池正極由88.4wt%MnO2、5wt%科琴黑、6wt%聚四氟乙烯以及0.6wt%苯甲酸鋰制得,正極厚度0.45mm。
實(shí)施例2
一種鋰電池正極,所述鋰電池正極由85wt%MnO2、4wt%科琴黑、10wt%聚四氟乙烯以及1wt%苯甲酸鋰制得,正極厚度0.44mm。
實(shí)施例3
一種鋰電池正極,所述鋰電池正極由88.6wt%MnO2、5wt%科琴黑、6wt%聚四氟乙烯以及0.4wt%苯甲酸鋰制得,正極厚度0.45mm。
實(shí)施例4
一種鋰電池正極,所述鋰電池正極由90wt%MnO2、0.5wt%科琴黑、9wt%聚四氟乙烯以及0.5wt%苯甲酸鋰和苯乙酸鋰混合物(苯甲酸鋰和苯乙酸鋰物質(zhì)的量之比為1:1)制得,正極厚度0.40mm。
實(shí)施例5
一種鋰電池正極,所述鋰電池正極由95wt%MnO2、1.9wt%科琴黑、3wt%聚四氟乙烯以及0.1wt%苯甲酸鋰制得,正極厚度0.60mm。
實(shí)施例6
一種鋰電池正極,所述鋰電池正極由88wt%MnO2、5wt%石墨、6.4wt%聚丙烯酸酯以及0.6wt%苯乙酸鋰制得,正極厚度0.45mm。
實(shí)施例7
一種鋰電池正極,所述鋰電池正極由88wt%MnO2、5wt%乙炔黑、6.4wt%聚丙烯腈以及0.6wt%鄰苯二甲酸鋰制得,正極厚度0.45mm。
實(shí)施例8
一種鋰電池正極,所述鋰電池正極由88wt%LiMn2O4、5wt%科琴黑、6.4wt%聚四氟乙烯以及0.6wt%苯甲酸鋰制得,正極厚度0.45mm。
實(shí)施例9
一種鋰電池包括實(shí)施例1所述的鋰電池正極,其制備方法包括以下步驟:
(1)將88.4wt%MnO2與5wt%科琴黑充分混合,再與6%聚四氟乙烯以及0.6%苯甲酸鋰充分混合,制得濕團(tuán);
(2)將步驟(1)得到的濕團(tuán)壓膜上網(wǎng),精壓至0.45mm,再裁切、除粉以及引出耳端,再在200℃下烘干12h,制得正極;
(3)將步驟(2)得到的正極,負(fù)極鋰,電解液——1mol/L高氯酸鋰的碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚混合溶液(碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚的體積比為0.5:1),和隔膜組裝成鋰電池。
實(shí)施例10
一種鋰電池包括實(shí)施例2所述的鋰電池正極,其制備方法包括以下步驟:
(1)將85wt%MnO2與10wt%科琴黑充分混合,再與4%聚四氟乙烯以及1%苯甲酸鋰充分混合,制得濕團(tuán);
(2)將步驟(1)得到的濕團(tuán)壓膜上網(wǎng),精壓至0.44mm,再裁切、除粉以及引出耳端,再在200℃下烘干12h,制得正極;
(3)將步驟(2)得到的正極,負(fù)極鋰,電解液——1mol/L高氯酸鋰的碳酸丙烯酯溶液,和隔膜組裝成鋰電池。
實(shí)施例11
一種鋰電池包括實(shí)施例3所述的鋰電池正極,其制備方法包括以下步驟:
(1)將88.6wt%MnO2與5wt%科琴黑充分混合,再與6wt%聚四氟乙烯以及0.4wt%苯甲酸鋰充分混合,制得濕團(tuán);
(2)將步驟(1)得到的濕團(tuán)壓膜上網(wǎng),精壓至0.45mm,再裁切、除粉以及引出耳端,再在200℃下烘干12h,制得正極;
(3)將步驟(2)得到的正極,負(fù)極鋰,電解液——1mol/L高氯酸鋰的碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚混合溶液(碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚的體積比為0.5:1),和隔膜組裝成鋰電池。
實(shí)施例12
一種鋰電池包括實(shí)施例4所述的鋰電池正極,其制備方法包括以下步驟:
(1)將90wt%MnO2與0.5wt%科琴黑充分混合,再與9wt%聚四氟乙烯以及0.5wt%苯甲酸鋰和苯乙酸鋰的混合物充分混合,制得濕團(tuán);
(2)將步驟(1)得到的濕團(tuán)壓膜上網(wǎng),精壓至0.40mm,再裁切、除粉以及引出耳端,再在150℃下烘干24h,制得正極;
(3)將步驟(2)得到的正極,負(fù)極鋰,電解液——0.1mol/L四氟硼酸鋰的碳酸乙烯酯溶液,和隔膜組裝成鋰電池。
實(shí)施例13
一種鋰電池包括實(shí)施例5所述的鋰電池正極,其制備方法包括以下步驟:
(1)將95wt%MnO2與1.9wt%科琴黑充分混合,再與3wt%聚四氟乙烯以及0.1wt%苯甲酸鋰充分混合,制得濕團(tuán);
(2)將步驟(1)得到的濕團(tuán)壓膜上網(wǎng),精壓至0.60mm,再裁切、除粉以及引出耳端,再在250℃下烘干5h,制得正極;
(3)將步驟(2)得到的正極,負(fù)極鋰,電解液——5mol/L六氟磷酸鋰的碳酸二乙基酯溶液,和隔膜組裝成鋰電池。
實(shí)施例14
一種鋰電池包括實(shí)施例6所述的鋰電池正極,其制備方法包括以下步驟:
(1)將88wt%MnO2與5wt%科琴黑充分混合,再與6.4wt%聚四氟乙烯以及0.6wt%苯乙酸鋰充分混合,制得濕團(tuán);
(2)將步驟(1)得到的濕團(tuán)壓膜上網(wǎng),精壓至0.45mm,再裁切、除粉以及引出耳端,再在200℃下烘干12h,制得正極;
(3)將步驟(2)得到的正極,負(fù)極鋰,電解液——1mol/L高氯酸鋰的碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚混合溶液(碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚的體積比為0.5:1),和隔膜組裝成鋰電池。
實(shí)施例15
一種鋰電池包括實(shí)施例7所述的鋰電池正極,其制備方法包括以下步驟:
(1)將88wt%MnO2與5wt%科琴黑充分混合,再與6.4wt%聚四氟乙烯以及0.6wt%鄰苯二甲酸鋰充分混合,制得濕團(tuán);
(2)將步驟(1)得到的濕團(tuán)壓膜上網(wǎng),精壓至0.45mm,再裁切、除粉以及引出耳端,再在200℃下烘干12h,制得正極;
(3)將步驟(2)得到的正極,負(fù)極鋰,電解液——1mol/L高氯酸鋰的碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚混合溶液(碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚的體積比為0.5:1),和隔膜組裝成鋰電池。
實(shí)施例16
一種鋰電池的制備方法包括以下步驟:
(1)將88wt%LiMn2O4與5wt%科琴黑充分混合,再與6.4wt%聚四氟乙烯以及0.6wt%苯甲酸鋰充分混合,制得濕團(tuán);
(2)將步驟(1)得到的濕團(tuán)壓膜上網(wǎng),精壓至0.45mm,再裁切、除粉以及引出耳端,再在200℃下烘干12h,制得正極;
(3)將步驟(2)得到的正極,負(fù)極鈦酸鋰,電解液——1mol/L高氯酸鋰的碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚混合溶液(碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚的體積比為0.5:1),和隔膜組裝成鋰電池。
實(shí)施例17
一種鋰電池及其制備方法,所述方法包括以下步驟:
(1)將88wt%LiMn2O4與5wt%科琴黑充分混合,再與6.4wt%聚碳酸丙烯酯以及0.6wt%苯甲酸鋰充分混合,制得濕團(tuán);
(2)將步驟(1)得到的濕團(tuán)壓膜上網(wǎng),精壓至0.48mm,再裁切、除粉以及引出耳端,再在200℃下烘干12h,制得正極;
(3)將步驟(2)得到的正極,負(fù)極石墨,電解液——1mol/L四氟硼酸鋰的1,3-二氧戊環(huán)溶液,和隔膜組裝成鋰電池。
實(shí)施例18
一種鋰電池及其制備方法,所述方法包括以下步驟:
(1)將88wt%LiMn2O4與5wt%科琴黑充分混合,再與6.4wt%聚丙烯腈以及0.6wt%苯甲酸鋰充分混合,制得濕團(tuán);
(2)將步驟(1)得到的濕團(tuán)壓膜上網(wǎng),精壓至0.60mm,再裁切、除粉以及引出耳端,再在200℃下烘干12h,制得正極;
(3)將步驟(2)得到的正極,負(fù)極石墨,電解液——1mol/L六氟磷酸鋰的碳酸二乙基酯溶液,和隔膜組裝成鋰電池。
實(shí)施例19
一種鋰電池及其制備方法,除了步驟(3)中1mol/L高氯酸鋰的碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚混合溶液(碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚的體積比為0.25:1)外,其他條件均與實(shí)施例9相同
實(shí)施例20
一種鋰電池及其制備方法,除了步驟(3)中1mol/L高氯酸鋰的碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚混合溶液(碳酸丙烯酯與乙二醇二甲醚的體積比為4:1)外,其他條件均與實(shí)施例9相同
對(duì)比例1
本對(duì)比例提供一種鋰電池,除了鋰電池正極中不添加苯甲酸鋰外,其他條件均與實(shí)施例9相同。
對(duì)比例2
本對(duì)比例提供一種鋰電池,除了鋰電池正極中不添加苯甲酸鋰外,其他條件均與實(shí)施例11相同。
對(duì)比例3
本對(duì)比例提供一種鋰電池,除了鋰電池正極中不添加苯乙酸鋰外,其他條件均與實(shí)施例14相同。
對(duì)比例4
本對(duì)比例提供一種鋰電池,除了鋰電池正極中不添加鄰苯二甲酸鋰外,其他條件均與實(shí)施例15相同。
對(duì)比例5
本對(duì)比例提供一種鋰電池,除了鋰電池正極中不添加苯甲酸鋰外,其他條件均與實(shí)施例16相同。
實(shí)施例9、11、14、15和16與對(duì)比例1-5中任意一個(gè)鋰電池,分別對(duì)其未放電(0%)以及放電75%后,進(jìn)行交流阻抗(ESI)測(cè)試,測(cè)試條件為:在開(kāi)路電壓下,測(cè)試頻率為10mHZ-100KHZ,交流振幅為5mV,測(cè)試結(jié)果用交流阻抗測(cè)試儀中的SIM進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合分析。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)下表。
表1
通過(guò)上表對(duì)比可以看出,正極添加了芳香酸鋰鹽的鋰電池與正極未添加芳香酸鋰鹽的鋰電池相比在未放電(0%)狀態(tài)下,半圓阻抗差別很??;但是在放電75%的狀態(tài)下,正極添加了芳香酸鋰鹽的鋰電池的內(nèi)阻明顯小于正極未添加芳香酸鋰鹽的鋰電池,脈沖電壓大于正極未添加芳香酸鋰鹽的鋰電池。由此可見(jiàn),在鋰電池放電過(guò)程中,芳香酸鋰鹽在正極中,通過(guò)配位作用有效抑制了三價(jià)錳的Jahn-Teller效應(yīng),增加了正極中三價(jià)錳的穩(wěn)定性,減少了溶解于電解液中的錳的物質(zhì)量,從而減少了包覆在負(fù)極上的Mn的物質(zhì)量,降低了電池的內(nèi)阻,提高了電池的工作效率。
申請(qǐng)人聲明,本發(fā)明通過(guò)上述實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征,但本發(fā)明并不局限于上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征,即不意味著本發(fā)明必須依賴(lài)上述詳細(xì)結(jié)構(gòu)特征才能實(shí)施。所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明了,對(duì)本發(fā)明的任何改進(jìn),對(duì)本發(fā)明所選用部件的等效替換以及輔助部件的增加、具體方式的選擇等,均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍和公開(kāi)范圍之內(nèi)。
以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,但是,本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié),在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi),可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型,這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
另外需要說(shuō)明的是,在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征,在不矛盾的情況下,可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合,為了避免不必要的重復(fù),本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。
此外,本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合,只要其不違背本發(fā)明的思想,其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。