一种锂离子电池阴极的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锂离子电池阴极的制备方法，所述锂离子电池的阴极的活性物质层包括第一层，第二层和第三层；所述活性物质包括LiNi

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池阴极的制备方法
本专利技术涉及一种锂离子电池阴极的制备方法。
技术介绍
能量密度的提升是锂离子电池领域的研究重点，而正极材料是决定锂离子电池能量密度的关键。镍锰钴酸锂材料是一种高电压的正极材料，具有高能量密度和良好的倍率性能；然而，其自身的高工作电压会显著加速电极材料表面的副反应，严重损害电极材料的结构稳定性和长循环性能，限制了它在高比能动力电池中的应用。
技术实现思路
本专利技术提供了一种锂离子电池阴极的制备方法，所述锂离子电池的阴极的活性物质层包括第一层，第二层和第三层；所述活性物质包括LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2；其中所述第一层中LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2的质量比为55:30:15-60:20:20；所述第二层中LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2的质量比为25:50:25-20:60:20；所述第三层中LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2的质量比为15:20:65-10:30:60；所述制备方法包括分别将LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2配置为浆料，然后在根据质量比配置第一层，第二层和第三层的浆料，依次涂覆在集流体上干燥，得到所述电池阴极，由本制备方法制备得到的电池，具有优异的倍率性能和循环性能。具体的方案如下：一种锂离子电池阴极的制备方法，所述锂离子电池的阴极的活性物质层包括第一层，第二层和第三层；其中从第一层至第三层，活性物质中的Ni和Al含量逐层降低，Mn和Co含量逐层升高；活性物质包括LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2；所述制备方法包括：1)在搅拌釜中加入溶剂，加入粘结剂，搅拌，然后加入导电剂和LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，搅拌均匀，得到第一浆料；2)在搅拌釜中加入去溶剂，加入粘结剂，搅拌，然后加入导电剂和LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2，搅拌均匀，得到第二浆料；3)在搅拌釜中加入去溶剂，加入粘结剂，搅拌，然后加入导电剂和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2，搅拌均匀，得到第三浆料；4)按照LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2的质量比为55:30:15-60:20:20的比例将第一浆料，第二浆料和第三浆料混合，加入溶剂调节固含量，得到第一层的浆料，所述浆料的固含量为46-50％；5)按照LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2的质量比为25:50:25-20:60:20的比例将第一浆料，第二浆料和第三浆料混合，加入溶剂调节固含量，得到第二层的浆料，所述浆料的固含量为52-56％；；6)按照LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2的质量比为15:20:65-10:30:60的比例将第一浆料，第二浆料和第三浆料混合，加入溶剂调节固含量，得到第三层的浆料，所述浆料的固含量为56-60％；；7)在集流体上依次涂覆第一层的浆料，第二层的浆料和第三层的浆料，干燥，得到所述电池阴极。进一步的，所述第一层，第二层和第三层的厚度比例为25-30:40-60:20-40。进一步的，所述LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2的粒径为2.6-2.8微米，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2的粒径为2.1-2.3微米，LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2的粒径为1.8-2微米。进一步的，所述第一，第二，第三浆料的固含量均独立的为60-65％。进一步的，所述溶剂为NMP，所述粘结剂为PVDF。进一步的，所述导电剂为导电碳黑。进一步的，一种锂离子电池阴极，其通过所述方法制备得到。本专利技术具有如下有益效果：1)、活性物质层从集流体到表面，Ni含量逐层降低，Co和Mn含量逐层提高，临近电解液接触界面的Ni含量降低有利于提高电极活性层的稳定性。2)、Al含量随着Ni含量的变化呈现正向变化，Al的加入有助于提高含镍活性物质的稳定性，Ni含量较高的活性物质的热稳定性较差，而Al的加入能够提高活性物质的热稳定性；3)、实验数据表明，三层的三种活性物质以特定的比例配置，相比较在同一层中共混的方式，能够提高材料的循环性能。4)、三层浆料的固含量依次增高，而固含量较低的浆料在干燥时能够产生更多的孔道，因此可以使得制得的电极活性物质材料层从表面到内部的方向上，孔道数目逐渐增多，这种结构更有利于电解液渗透，并且能够提高活性物质层表面的结构稳定性，防止活性物质脱落，提高电池的循环性能。具体实施方式本专利技术下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本专利技术的保护范围并不受限于这些实施例。本专利技术中的活性物质包括LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2。其中LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2的粒径为2.8微米，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2的粒径为2.2微米，LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2的粒径为2微米实施例11)在搅拌釜中加入NMP，加入PVDF，搅拌，然后加入乙炔黑和LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，搅拌均匀，得到第一浆料，其中固含量为60％；2)在搅拌釜中加入去NMP，加入PVDF，搅拌，然后加入乙炔黑和LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2，搅拌均匀，得到第二浆料，其中固含量为60％；3)在搅拌釜中加入去NMP，加入PVDF，搅拌，然后加入乙炔黑和LiNi0.15Mn0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池阴极的制备方法，所述锂离子电池的阴极的活性物质层包括第一层，第二层和第三层；其中从第一层至第三层，活性物质中的Ni和Al含量逐层降低，Mn和Co含量逐层升高；活性物质包括LiNi

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池阴极的制备方法，所述锂离子电池的阴极的活性物质层包括第一层，第二层和第三层；其中从第一层至第三层，活性物质中的Ni和Al含量逐层降低，Mn和Co含量逐层升高；活性物质包括LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2；所述制备方法包括：
1)在搅拌釜中加入溶剂，加入粘结剂，搅拌，然后加入导电剂和LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，搅拌均匀，得到第一浆料；
2)在搅拌釜中加入去溶剂，加入粘结剂，搅拌，然后加入导电剂和LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2，搅拌均匀，得到第二浆料；
3)在搅拌釜中加入去溶剂，加入粘结剂，搅拌，然后加入导电剂和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2，搅拌均匀，得到第三浆料；
4)按照LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2的质量比为55:30:15-60:20:20的比例将第一浆料，第二浆料和第三浆料混合，加入溶剂调节固含量，得到第一层的浆料，所述浆料的固含量为46-50％；
5)按照LiNi0.35Mn0.4Co0.2Al0.05O2，LiNi0.2Mn0.5Co0.27Al0.03O2和LiNi0.15Mn0.55Co0.28Al0.02O2的质量比为25:50:25-20:60:...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱虎，
申请(专利权)人：朱虎，
类型：发明
国别省市：江苏;32