一种锰酸锂电池的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种锰酸锂电池的制备方法，所述锰酸锂电池的正极活性物质为尖晶石锰酸锂，化学式为LiMn

【技术实现步骤摘要】
一种锰酸锂电池的制备方法
本专利技术涉及一种锰酸锂电池的制备方法。
技术介绍
锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。尖晶石锰酸锂作为常用的锂离子电池的正极材料，具有很多方面的优点，但是其循环过程中容易发生体积变化，导致晶格崩塌，从而导致循环性能降低，因此本领域一般采用掺杂的方式进行改进，例如化学式为LiMn1.7Co0.25Al0.05O4的材料，该材料具有良好的循环性能，但是该材料制成的电池在存储的过程中会发生较为严重的容量和循环寿命衰减，如何进一步提高该材料的有效容量和循环性能成为进一步研究的重点。
技术实现思路
本专利技术提供了一种锰酸锂电池的制备方法，所述锰酸锂电池的正极活性物质为尖晶石锰酸锂，化学式为LiMn1.7Co0.25Al0.05O4，负极活性物质为石墨材料；所述制备方法包括，将正极和锂片置于第一电解液中，在第一预定电压和第二预定电压区间进行恒流充放电循环若干次，调整电压为第一预定电压；取出正极，将其与负极组装成电池后，装入壳体，注入第二电解液，恒流充电至第三预定电压，以第三预定电压恒压充电；恒流充电至充电截止电压，以充电截止电压恒压充电，在充电截止电压和放电截止电压之间循环若干次，得到所述锰酸锂电池，所述第一预定电压低于第二预定电压，所述第二预定电压低于放电截止电压，所述第三预定电压高于放电截止电压。经过本专利技术的方法得到的锰酸锂电池具有较高的存储性能，电池可以在出厂至使用期间存储较长的时间不发生有效容量衰减。具体的方案如下：<br>一种锰酸锂电池的制备方法，所述锰酸锂电池的正极活性物质为尖晶石锰酸锂；负极活性物质为石墨材料；所述制备方法包括：1)将正极和对电极锂片置于第一电解液中；2)在第一预定电压和第二预定电压区间进行恒流充放电循环若干次；3)调整电压为第一预定电压；4)取出正极，将其与负极组装成电池后，装入壳体，注入第二电解液；5)恒流充电至第三预定电压；6)以第三预定电压恒压充电，直至充电电流低于截止电流；7)恒流充电至充电截止电压；8)以充电截止电压恒压充电，直至充电电流低于截止电流；9)在充电截止电压和放电截止电压之间恒流循环若干次，得到所述锰酸锂电池，所述第一预定电压低于第二预定电压，所述第二预定电压低于放电截止电压，所述第三预定电压高于放电截止电压。进一步的，所述第一电解液中含有二乙基亚硫酸酯作为添加剂，所述第一预定电压为2.68-2.72V，所述第二预定电压为2.72-2.74V。进一步的，所述充电截止电压为4.20-4.25V；所述放电截止电压为2.75-2.80V。进一步的，所述第二电解液中含有碳酸亚乙烯酯作为添加剂，所述第三预定电压为3.86-3.88V。进一步的，所述尖晶石锰酸锂的化学式为LiMn1.7Co0.25Al0.05O4。进一步的，所述第一电解液中二乙基亚硫酸酯的含量为1.2-1.8体积％，所述第二电解液中碳酸亚乙烯酯的含量为1.5-2.5体积％。进一步的，所述步骤2中的电流为0.01-0.03C；所述步骤5/7/9中的电流为0.05-0.2C。本专利技术具有如下有益效果：1)、正式化成前将正极和锂片组成实验电池进行预化成，使正极充锂成富锂形式，能够提高电池的容量。2)、专利技术人发现，针对本专利技术特定的正极材料LiMn1.7Co0.25Al0.05O4，在第一和第二预定电压的区间范围内，在含有二乙基亚硫酸酯的第一电解液的环境中，LiMn1.7Co0.25Al0.05O4能够更稳定的充锂而不会导致材料的晶体结构发生崩塌，并且二乙基亚硫酸酯能够在预充锂的过程中在正极表面成膜，提高电池的存储性能。3)、预充锂的正极和负极组成电池后，在含有碳酸亚乙烯酯的第二电解液的环境下化成，在第三预定电压附近，碳酸亚乙烯酯在负极表面成膜较为稳定，能够提高电池的存储稳定性，并且由于正极经历过预化成的富锂化成，能够为负极成膜时提供多余的锂离子，从而防止电池容量降低；4)、经过本方法制备得到电池，能够存储较长时间保持有效容量。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。本专利技术中的正极活性材料为LiMn1.7Co0.25Al0.05O4，负极活性材料为天然石墨和人造石墨7:3的混合物；第一和第二电解液的有机溶剂均为体积比2:1:1的EC，DEC和DMC的混合物，电解质盐均为1mol/L的六氟磷酸锂。实施例11)将正极和对电极锂片置于第一电解液中；所述第一电解液中含有含量为1.2体积％的二乙基亚硫酸酯作为添加剂；2)在2.68V和2.72V区间进行0.01C恒流充放电循环5次；3)调整电压为2.68V；4)取出正极，将其与负极组装成电池后，装入壳体，注入第二电解液；所述第二电解液中含有含量为1.5体积％的碳酸亚乙烯酯作为添加剂；5)0.05C恒流充电至3.86V；6)以3.86V恒压充电，直至充电电流低于0.01C；7)0.05C恒流充电至4.20V；8)以4.20V恒压充电，直至充电电流低于0.01C；9)在4.20V和2.75V之间0.05C恒流循环2次，得到所述锰酸锂电池。实施例21)将正极和对电极锂片置于第一电解液中；所述第一电解液中含有含量为1.8体积％的二乙基亚硫酸酯作为添加剂；2)在2.72V和2.74V区间进行0.03C恒流充放电循环5次；3)调整电压为2.72V；4)取出正极，将其与负极组装成电池后，装入壳体，注入第二电解液；所述第二电解液中含有含量为2.5体积％的碳酸亚乙烯酯作为添加剂；5)0.2C恒流充电至3.88V；6)以3.88V恒压充电，直至充电电流低于0.01C；7)0.2C恒流充电至4.25V；8)以4.25V恒压充电，直至充电电流低于0.01C；9)在4.25V和2.80V之间0.2C恒流循环2次，得到所述锰酸锂电池。实施例31)将正极和对电极锂片置于第一电解液中；所述第一电解液中含有含量为1.5体积％的二乙基亚硫酸酯作为添加剂；2)在2.7V和2.73V区间进行0.02C恒流充放电循环5次；3)调整电压为2.7V；4)取出正极，将其与负极组装成电池后，装入壳体，注入第二电解液；所述第二电解液中含有含量为2体积％的碳酸亚乙烯酯作为添加剂；5)0.1C恒流充电至3.87V；6)以3.87V恒压充电，直至充电电流低于0.01C；7)0.1C恒流充电至4.25V；8)以4.25V恒压充电，直至充电电流低于0.01C；9)在4.25V和2.80V之间0.1C恒流循环2次，得到所述锰酸锂电池。对比例11)将正极和对电极锂片置于第一电解液中；所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锰酸锂电池的制备方法，所述锰酸锂电池的正极活性物质为尖晶石锰酸锂；负极活性物质为石墨材料；所述制备方法包括：/n1)将正极和对电极锂片置于第一电解液中；/n2)在第一预定电压和第二预定电压区间进行恒流充放电循环若干次；/n3)调整电压为第一预定电压；/n4)取出正极，将其与负极组装成电池后，装入壳体，注入第二电解液；/n5)恒流充电至第三预定电压；/n6)以第三预定电压恒压充电，直至充电电流低于截止电流；/n7)恒流充电至充电截止电压；/n8)以充电截止电压恒压充电，直至充电电流低于截止电流；/n9)在充电截止电压和放电截止电压之间恒流循环若干次，得到所述锰酸锂电池，所述第一预定电压低于第二预定电压，所述第二预定电压低于放电截止电压，所述第三预定电压高于放电截止电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种锰酸锂电池的制备方法，所述锰酸锂电池的正极活性物质为尖晶石锰酸锂；负极活性物质为石墨材料；所述制备方法包括：
1)将正极和对电极锂片置于第一电解液中；
2)在第一预定电压和第二预定电压区间进行恒流充放电循环若干次；
3)调整电压为第一预定电压；
4)取出正极，将其与负极组装成电池后，装入壳体，注入第二电解液；
5)恒流充电至第三预定电压；
6)以第三预定电压恒压充电，直至充电电流低于截止电流；
7)恒流充电至充电截止电压；
8)以充电截止电压恒压充电，直至充电电流低于截止电流；
9)在充电截止电压和放电截止电压之间恒流循环若干次，得到所述锰酸锂电池，所述第一预定电压低于第二预定电压，所述第二预定电压低于放电截止电压，所述第三预定电压高于放电截止电压。


2.如上述权利要求所述的制备方法，所述第一电解液中含有二乙基亚硫酸酯作为添...

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