一种循环性能优异的锂电池制造技术

本发明专利技术公开了一种循环性能优异的锂电池，包括正极片、负极片和电解液；正极片为改性三元正极材料均匀涂覆在铝箔上制得；改性三元正极材料为采用钼硫改性物对三元正极材料进行包覆改性得到；负极片为金属锂片构成；电解液包括溶剂A、溶剂B和LiPF6，电解液中LiPF6的浓度为2～3mol/L，LiPF6和溶剂A的摩尔比为1：(1.5～2.5)；溶剂A为EC、EMC、DMC、DEC中一者或者多者的混合物；溶剂B为六氟异丙基甲醚，上述锂电池的循环性能优异。

【技术实现步骤摘要】
一种循环性能优异的锂电池
本专利技术涉及锂电池生产领域，具体涉及一种循环性能优异的锂电池。
技术介绍
锂电池已被各行各业广泛采用，但是目前所生产的锂电池的循环寿命还是存在诸多不如意，虽然各种文献中报道了各式各样的提升锂电池循环寿命的方法，但是其在实际使用过程中无法获取得到预期的效果。因此，有必要提供一种改善效果更加明显的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改善三元正极材料性能的方法，其可显著改善三元材料的循环性能。一种循环性能优异的锂电池，其特征在于，包括正极片、负极片和电解液；正极片为改性三元正极材料均匀涂覆在铝箔上制得；改性三元正极材料为采用钼硫改性物对三元正极材料进行包覆改性得到；负极片为金属锂片构成；电解液包括溶剂A、溶剂B和LiPF6，电解液中LiPF6的浓度为2～3mol/L，LiPF6和溶剂A的摩尔比为1：(1.5～2.5)；溶剂A为EC(碳酸乙烯酯)、EMC(碳酸甲乙酯)、DMC(碳酸二甲酯)、DEC(碳酸二乙酯)中一者或者多者的混合物；溶剂B为六氟异丙基甲(基)醚。具体的，改性三元材料采用如下方法获取得到：S1:通过超声分散处理将炭黑分散至去离子水中制得炭黑分散液，将四硫代钼酸铵加入炭黑分散液中磁力搅拌混合得混合液A，将混合液A移至聚四氟乙烯反应釜内，将聚四氟乙烯反应釜密封后移至烘箱A中进行保温反应，反应结束后关闭烘箱A，自然冷却至室温，过滤反应产物并用去离子水洗涤2～3次，将洗涤后的产物置于真空烘箱中烘干得到钼硫改性物；S2:通过超声分散处理将钼硫改性物分散至无水乙醇中制得钼硫改性物分散液，将三元正极材料加入钼硫改性物分散液中磁力搅拌混合得混合液B，将混合液B移至聚四氟乙烯反应釜内，将聚四氟乙烯反应釜密封后移至烘箱B中进行保温反应，反应结束后关闭烘箱B，自然冷却至室温，过滤反应产物并用无水乙醇洗涤2～3次，将洗涤后的产物置于真空烘箱中烘干得到中间物，将中间物在惰性还原气氛下煅烧处理，将煅烧处理后产物研磨成粉制得改性三元正极材料；详细的方案为：钼硫改性物中钼元素和硫元素的摩尔比为1:2.1，钼硫改性物中含有40％的钼硫化合物(钼硫化合物在钼硫改性物中的质量站比)。钼硫化合物为MoS2.1，MoS2.1中含有一半1T型结构的钼和一半2H型结构的钼，两者形态的钼共存。炭黑分散液中炭黑的质量浓度为5g/L，混合液A中炭黑和四硫代钼酸铵的质量比为1:2。钼硫改性物分散液中钼硫改性物的质量浓度为0.7g/L，混合液B中钼硫改性物和三元正极材料按照钼元素和锂元素的摩尔比为4:1进行配伍。三元正极材料为LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。烘箱A中进行保温反应的温度为250℃，时间20h。烘箱B中进行保温反应的温度为200℃，时间10h。中间物在惰性还原气氛下煅烧处理的温度为300℃，时间5h。本专利技术是在已知锂电池的基础上进行如下两点改进获取得到：1、采用钼硫改性物对三元正极材料表面进行包覆，钼硫改性物具有较好的循环稳定性，钼硫改性物在电解液中结构稳定，可以阻止电解液对电极的腐蚀，阻止电极中副反应的发生，抑制电极中镍锂混排的现象，降低电极表面残余的锂含量，稳定三元正极材料的层状结构，锂离子可以稳定地嵌入、脱出，提高了三元正极材料的循环稳定性，并确保其电化学性能的充分发挥。钼硫改性物具有维层状结构，本身也可以作为电极材料使用，层间可存贮锂离子，从而有效提高正极材料的放电容量。并且通过上述方法合成得到钼缺失的钼硫化合物，钼硫化合物内形成的缺陷位点可以作为催化反应的活性中心，从而增加其催化活性，提高导电性能。采用碳黑进一步增强钼硫化合物的导电性能，增强钼硫化合物的催化活性位点数量，碳黑和钼硫化合物之间的电子效应也可以增加催化性能，碳黑形成三维网络结构有利于电解液和正极材料充分接触。2、采用溶剂A、溶剂B、LiPF6组成的电解液，LiPF6可以溶于溶剂A中，但是LiPF6基本不溶于溶剂B，并且溶剂A、B可以互溶，这样就使得溶剂A全部参与LiPF6的离子溶剂化，与溶剂化离子配位成键，使得配制的电解液具有更宽的电化学窗口。同时，通过溶剂B的稀释作用，使得电解液的粘度降低，离子到导电率增强。因此配制的电解液就兼具传统高浓度、低浓度电解液的优点，提高锂电池的循环使用寿命和降低电解液的成本。具体实施方式为了使本专利技术的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术是在现有的锂电池基础上进行的改进，除去特别说明外，其方案的实施均与现有锂电池的实施方式保持一致。以下通过具体实施方式来对本专利技术进行具体说明，实施例1、2、3、4、5中采用LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作为三元正极材料。实施例1准确称取炭黑、四硫代钼酸铵、三元正极材料和量取去离子水、无水乙醇待用。将称取的炭黑倒入量取的去离子水中，采用超声仪50kHz超声分散处理30min得到炭黑分散液，炭黑分散液中炭黑的质量浓度为5g/L，将四硫代钼酸铵加入炭黑分散液中磁力搅拌混合5min得混合液A，四硫代钼酸铵按照加入后使得混合液A中炭黑和四硫代钼酸铵质量比为1:2的比例进行添加。然后将混合液A移至聚四氟乙烯反应釜(聚四氟乙烯内衬反应釜、下同)内，将聚四氟乙烯反应釜密封后移至烘箱A(风热或者水热、下同)中250℃保温反应20h。反应结束后关闭烘箱A，自然冷却至室温，过滤反应产物并用去离子水洗涤2～3次，将洗涤后的产物置于真空烘箱中60℃烘干得到钼硫改性物；对上述制取的钼硫改性物进行X射线光电子能谱分析和拉曼光谱分析检测，检测结果表明钼硫改性物中钼元素和硫元素的摩尔比为1:2.1，钼硫改性物中含有40％的钼硫化合物，钼硫改性物中含有一半1T型结构的钼和一半2H型结构的钼，两者形态的钼共存，满足后续的改性三元正极材料的需求。准确称取上述制取的钼硫改性物加至无水乙醇中，采用超声仪50kHz超声分散处理2h制得钼硫改性物分散液，钼硫改性物分散液中钼硫改性物的质量浓度为0.7g/L，将前面称量的三元正极材料加入钼硫改性物分散液中磁力搅拌混合1h得混合液B，三元正极材料加入后使得混合液B中钼硫改性物和三元正极材料按照钼元素和锂元素以4:1的摩尔比进行配伍，将混合液B移至聚四氟乙烯反应釜内，将聚四氟乙烯反应釜密封后移至烘箱B中200℃保温反应10h，反应结束后关闭烘箱B，自然冷却至室温，过滤反应产物并用无水乙醇洗涤2～3次，将洗涤后的产物置于真空烘箱60℃中烘干得到中间物，将中间物在惰性还原气氛下的管式电阻炉(惰性还原气氛为氩氢混合气，氩气体积占比为90％)下300℃煅烧处理5h，将煅烧处理后产物研磨成粉制得改性三元正极材料。将改性三元正极材料均匀涂布在铝箔上制得正极片，采用金属锂片作为负极片；将EC和EMC按照1:2.1的摩尔比混合配制成溶剂A，按照1:1.5的摩尔比取用LiPF6和溶剂A，将LiPF6完全溶解在溶剂A中，然后再加入六氟异丙基甲醚混匀后即可制得电解液，电解液中LiPF6的浓度为3mol/L。将制得的正极片、阴极片、电解液和隔膜组装成锂离子电池，对锂电池的性能进行检测。将上述锂离子电池在4.6～3.0V电压范围采用不同电流密度进行恒流充放电循环，前1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种循环性能优异的锂电池，其特征在于，包括正极片、负极片和电解液；正极片为改性三元正极材料均匀涂覆在铝箔上制得；改性三元材料采用如下方法获取得到：S1:通过超声分散处理将炭黑分散至去离子水中制得炭黑分散液，将四硫代钼酸铵加入炭黑分散液中磁力搅拌混合得得混合液A，将混合液A移至聚四氟乙烯反应釜内，将聚四氟乙烯反应釜密封后移至烘箱A中进行保温反应，反应结束后关闭烘箱A，自然冷却至室温，过滤反应产物并用去离子水洗涤2～3次，将洗涤后的产物置于真空烘箱中烘干得到钼硫改性物；S2:通过超声分散处理将钼硫改性物分散至无水乙醇中制得钼硫改性物分散液，将三元正极材料加加入钼硫改性物分散液中磁力搅拌混合得混合液B，将混合液B移至聚四氟乙烯反应釜内，将聚四氟乙烯反应釜密封后移至烘箱B中进行保温反应，反应结束后关闭烘箱B，自然冷却至室温，过滤反应产物并用无水乙醇洗涤2～3次，将洗涤后的产物置于真空烘箱中烘干得到中间物，将中间物在惰性还原气氛下煅烧处理，将煅烧处理后产物研磨成粉制得改性三元正极材料；负极片为金属锂片构成；电解液包括溶剂A、溶剂B和LiPF6，电解液中LiPF6的浓度为2～3mol/L，LiPF6和溶剂A的摩尔比为1：(1.5～2.5)；溶剂A为EC、EMC、DMC、DEC中一者或者多者的混合物；溶剂B为六氟异丙基甲醚。...

【技术特征摘要】
1.一种循环性能优异的锂电池，其特征在于，包括正极片、负极片和电解液；正极片为改性三元正极材料均匀涂覆在铝箔上制得；改性三元材料采用如下方法获取得到：S1:通过超声分散处理将炭黑分散至去离子水中制得炭黑分散液，将四硫代钼酸铵加入炭黑分散液中磁力搅拌混合得得混合液A，将混合液A移至聚四氟乙烯反应釜内，将聚四氟乙烯反应釜密封后移至烘箱A中进行保温反应，反应结束后关闭烘箱A，自然冷却至室温，过滤反应产物并用去离子水洗涤2～3次，将洗涤后的产物置于真空烘箱中烘干得到钼硫改性物；S2:通过超声分散处理将钼硫改性物分散至无水乙醇中制得钼硫改性物分散液，将三元正极材料加加入钼硫改性物分散液中磁力搅拌混合得混合液B，将混合液B移至聚四氟乙烯反应釜内，将聚四氟乙烯反应釜密封后移至烘箱B中进行保温反应，反应结束后关闭烘箱B，自然冷却至室温，过滤反应产物并用无水乙醇洗涤2～3次，将洗涤后的产物置于真空烘箱中烘干得到中间物，将中间物在惰性还原气氛下煅烧处理，将煅烧处理后产物研...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡小玲，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：胡小玲，
类型：发明
国别省市：安徽,34