二次电池的制备方法技术

本发明专利技术属于电池技术领域，涉及一种二次电池的制备方法，包括：将第一正极片与第一隔膜、第一负极片、第一电解液和第一封装外壳进行组装，制备第一电池；将第一电池进行充放电循环；之后，拆解第一电池，取出经过表面钝化处理的第一正极片；获取第二正极片，第二正极片包括：第二正极材料和第二正极集流体，第二正极材料与第一正极材料相同或不相同，第二正极集流体为表面经过钝化处理的第一正极集流体；将第二正极片与第二隔膜、第二负极片、第二电解液和第二封装外壳进行组装，第二电解液包含双氟磺酰亚胺盐和/或双(三氟甲基磺酰)亚胺盐，制备二次电池。通过本发明专利技术制备方法制得的二次电池可有效抑制含FSI

Preparation method of secondary battery

【技术实现步骤摘要】
二次电池的制备方法
本专利技术属于电池
，尤其涉及一种二次电池的制备方法。
技术介绍
锂离子电池现已广泛应用于生活中的各个方面，作为一种典型的二次电池，锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液等主要部分组成。充电时，锂离子从正极材料中脱出，迁移到负极活性材料中；放电时，锂离子从负极活性材料中脱出，回到正极。在锂离子电池的“摇椅式”工作过程中，电解液主要起到传输离子的作用。传统的锂离子电池电解液通常以LiPF6作为电解质盐以及碳酸酯类作为溶剂(浓度为1mol/L)。尽管这一电解液配方已经广泛使用在锂离子电池中，然而其在稳定性、安全性等方面的问题日益突出。譬如，LiPF6在含有微量水的条件下会发生分解产生HF，HF会腐蚀正极材料，从而造成活性物质的丢失和结构的破坏。相比较于LiPF6，基于双氟磺酰亚胺盐(FSI-)、双(三氟甲基磺酰)亚胺盐(TFSI-)等电解质的电解液越来越受到人们的关注。FSI-和TFSI-等电解质稳定性高，不易发生分解。另外，FSI-和TFSI-等电解质在传统碳酸酯类溶剂中容易解离，离子电导率高，溶解度高。譬如，LiFSI在碳酸二甲酯中的溶解度可以达到5.5mol/L，LiFSI在氟化碳酸乙烯酯中的溶解度可以达到7mol/L。高的离子电导率有利于电池实现快速的充放电，而高浓度有利于提高电解液的电化学窗口、安全性等。特别的，对于双离子电池，由于电解液作为活性物质的一部分，高浓度电解液有利于提高电池的能量密度。因此，基于FSI-和TFSI-等电解质的电解液具有广泛的应用前景。然而，以双氟磺酰亚胺盐和/或双(三氟甲基磺酰)亚胺盐为电解质的二次电池中，其正极集流体的腐蚀问题较为严重，即使使用传统认为耐腐蚀的钛箔、不锈钢、甚至是金属铂片作为正极集流体，其腐蚀问题依然存在。为了解决基于FSI-和TFSI-等电解质的电解液对正极集流体的腐蚀问题，传统的手段包括配制超高浓度的电解液、电解液的杂化以及采用耐腐蚀的材料如TiN、TiB2等处理的不锈钢片等。然而，超高浓度的电解液往往粘度很大，造成电极浸润性差，电池充放电倍率性能有限等问题；电解液的杂化通常难以实现有效钝化正极金属集流体的效果。采用耐腐蚀的材料如TiN、TiB2等处理的不锈钢片，其工艺过程复杂，成本较高；且在长循环的过程中，这种镀层仍然会发生明显的腐蚀。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种二次电池的制备方法，以制备一种可有效抑制含FSI-和TFSI-的电解液腐蚀正极集流体的二次电池。为实现上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种二次电池的制备方法，包括以下步骤：将第一正极片与第一隔膜、第一负极片、第一电解液和第一封装外壳进行组装，制备第一电池；所述第一正极片包括第一正极材料和第一正极集流体，所述第一电解液在所述第一电池的充放电循环过程中能够表面钝化所述第一正极集流体；将所述第一电池进行充放电循环，对所述第一正极片进行表面钝化处理，使得所述第一正极集流体的表面形成钝化层；然后，拆解所述第一电池，取出经过表面钝化处理的第一正极片；获取第二正极片，所述第二正极片包括：第二正极材料和第二正极集流体，所述第二正极材料与所述第一正极材料相同或不相同，所述第二正极集流体为所述表面经过钝化处理的第一正极集流体；将所述第二正极片与第二隔膜、第二负极片、第二电解液和第二封装外壳进行组装，所述第二电解液包含双氟磺酰亚胺盐和/或双(三氟甲基磺酰)亚胺盐，制备所述二次电池。本专利技术提供的二次电池的方法，将第一正极片与对第一正极集流体具有钝化作用的第一电解液组装形成第一电池，然后对第一电池进行充放电循环，以获得经过表面钝化处理的第一正极片，在此基础上，将其与包含双氟磺酰亚胺盐和/或双(三氟甲基磺酰)亚胺盐的第二电解液重新组装，从而制备获得一种可有效抑制含FSI-和TFSI-的电解液腐蚀正极集流体的二次电池，其具有良好的安全性能和电化学性能。与现有技术相比，本专利技术的制备方法，步骤简单，成本低，具有良好的重复性和可控性，且抗腐蚀效果明显，促进了基于FSI-和TFSI-等电解质的二次电池的广泛应用。相应的，由上述制备方法制得的二次电池。本专利技术提供的二次电池，由上述制备方法制得，具有良好的安全性能和电化学性能。附图说明图1为实施例1制得的第一电池的主体部分的剖面结构；图2为实施例2制得的锂离子电池的主体部分的剖面结构；图3为实施例43制备表面钝化的正极片和正极壳的步骤4)中的充放电曲线；图4为实施例43制得的Li-石墨双离子电池在3-5V的电压范围内、以400mA/g进行充放电的循环性能测试结果；图5为实施例44制得的Li-石墨双离子电池在3-5V的电压范围内、以200mA/g进行充放电的循环性能测试结果；图6为对比例1制得的第一电池以电流密度为200mA/g、电压为3-5V进行充放电循环的循环性能测试结果；图7为对比例1中正极铝箔在5V电压下保持10小时后其表面的电镜扫描图像；图8为对比例2制得的第一电池以电流密度为200mA/g、电压为3-5V进行充放电循环的循环性能测试结果；图9为对比例2中正极铝箔在5V电压下保持10小时后其表面的电镜扫描图像。附图标记：第一正极壳1，第一正极片2，第一隔膜3，第一负极片4，第一负极壳5，第二正极壳6，第二正极片7，第二隔膜8，第二负极片9，第二负极壳10。具体实施方式为了使本专利技术要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。一种二次电池的制备方法，包括以下步骤：S01、将第一正极片与第一隔膜、第一负极片、第一电解液和第一封装外壳进行组装，制备第一电池；所述第一正极片包括第一正极材料和第一正极集流体，所述第一电解液在所述第一电池的充放电循环过程中能够表面钝化所述第一正极集流体；S02、将所述第一电池进行充放电循环，对所述第一正极片进行表面钝化处理，使得所述第一正极集流体的表面形成钝化层；然后，拆解所述第一电池，取出经过表面钝化处理的第一正极片；S03、获取第二正极片，所述第二正极片包括：第二正极材料和第二正极集流体，所述第二正极材料与所述第一正极材料相同或不相同，所述第二正极集流体为所述表面经过钝化处理的第一正极集流体；S04、将所述第二正极片与第二隔膜、第二负极片、第二电解液和第二封装外壳进行组装，所述第二电解液包含双氟磺酰亚胺盐和/或双(三氟甲基磺酰)亚胺盐，制备所述二次电池。本专利技术实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将第一正极片与第一隔膜、第一负极片、第一电解液和第一封装外壳进行组装，制备第一电池；所述第一正极片包括第一正极材料和第一正极集流体，所述第一电解液在所述第一电池的充放电循环过程中能够表面钝化所述第一正极集流体；/n将所述第一电池进行充放电循环，对所述第一正极片进行表面钝化处理，使得所述第一正极集流体的表面形成钝化层；然后，拆解所述第一电池，取出经过表面钝化处理的第一正极片；/n获取第二正极片，所述第二正极片包括：第二正极材料和第二正极集流体，所述第二正极材料与所述第一正极材料相同或不相同，所述第二正极集流体为所述表面经过钝化处理的第一正极集流体；/n将所述第二正极片与第二隔膜、第二负极片、第二电解液和第二封装外壳进行组装，所述第二电解液含双氟磺酰亚胺盐和/或双(三氟甲基磺酰)亚胺盐，制备所述二次电池。/n

【技术特征摘要】
1.一种二次电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将第一正极片与第一隔膜、第一负极片、第一电解液和第一封装外壳进行组装，制备第一电池；所述第一正极片包括第一正极材料和第一正极集流体，所述第一电解液在所述第一电池的充放电循环过程中能够表面钝化所述第一正极集流体；
将所述第一电池进行充放电循环，对所述第一正极片进行表面钝化处理，使得所述第一正极集流体的表面形成钝化层；然后，拆解所述第一电池，取出经过表面钝化处理的第一正极片；
获取第二正极片，所述第二正极片包括：第二正极材料和第二正极集流体，所述第二正极材料与所述第一正极材料相同或不相同，所述第二正极集流体为所述表面经过钝化处理的第一正极集流体；
将所述第二正极片与第二隔膜、第二负极片、第二电解液和第二封装外壳进行组装，所述第二电解液含双氟磺酰亚胺盐和/或双(三氟甲基磺酰)亚胺盐，制备所述二次电池。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述第一电池进行充放电循环的步骤中，以1-1000mA/g的电流密度进行充放电循环。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述第一电池进行充放电循环的步骤中，所述第一电池的负极材料为金属锂，所述充放电循环的电压为3-5.4V。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将所述第一电池进行充放电循环的步骤中，所述充放电循环的次数为1-1000次。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二封装外壳包括第二正极壳，且所述第二正极壳的表面形成有钝化层。


6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述第一封装外壳包括第一正极壳，将所述第一电池进行充放电循环时所述第一正极壳的表面形成钝化层，且所述第二正极壳为表面形成有钝化层的所述第一正极壳。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永炳，欧学武，张阁，向立，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44