一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料的制作方法技术

本发明专利技术公开了一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料，所述锂离子电池复合正极材料以Ni

【技术实现步骤摘要】
一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料的制作方法
本专利技术涉及电池
，具体为一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料的制作方法。
技术介绍
LiNi1-x-yCoxMnyO2三元正极材料集成了钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂等材料的优点，合成难度低、能量密度高、循环稳定性好、成本较低、安全性好，已成功地广泛应用在数码产品中，下一步希望将其应用于动力电池领域，然气、煤炭等传统能源在广泛的使用过程中会产生大量的污染气体和烟尘，造成“温室效应”和雾霾气候，严重地损害我们的身体，要想治理这类污染，我们可以将其集中起来燃烧，通过一整套完善的清洁体系降低污染，同时把燃烧时所释放出的能量以电力的形式输送至各个行业。在输送过程中，需要用到清洁的储能载体，锂离子电池就是一个很好的选择。锂离子二次电池作为清洁高效的新能源载体，已广泛应用于便携式工具、数码产品、航空航天等领域，在电动汽车等领域也具有非常广阔的前景。锂离子电池具有比容量大、能量密度高、电池电压高、自放电率低、工作温度范围宽、安全性能好、循环寿命长、清洁无污染等特点，因此得到了广泛应用，并开始运用于动力输出方面，如各大汽车厂商竞相推出的新能源汽车。现在储能电池已经更加深入地运用于在各个行业中，与我们的日常生活密切相关。无论是便携移动设备，还是动力输出装置，都希望能够获得更高能量密度的电池来提供所需能量。因为当提高能量密度后，既能减少电池在便携设备中所占用的体积、合理利用有限的空间，促进便携设备的小型化、轻量化发展；又能在动力输出单元的固定体积空间内提供更多的能量，延长有效工作时间，提升能量输出效率。现有的锂电池新材料热稳定性和循环性能较差，在长时间使用后，电池的寿命和性能均下降的十分迅速，尤其是在快速重放的过程中，对电池的损伤是非常大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料的制作方法，具有热稳定性和循环性能高的优点，解决了现有的锂电池新材料热稳定性和循环性能较差的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料，所述锂离子电池复合正极材料以Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2、5MgO·4CO2·4H2O、Al(NO3)3·9H2O、Li2CO3、锂片、铝箔、铜箔为基体，晶体结构为六方晶系，基体表面包覆有占基体质量比5～25％的梯度功能材料层，所述梯度功能材料的组分为氧化物无机物和表面活性剂、粘结剂类有机物。优选的，所述锂片的厚度为0.4mm，所述铝箔的厚度16μm，所述铜箔的厚度10μm，所述隔膜的厚度16μm。优选的，所述隔膜的材料为多孔聚乙烯薄膜。优选的，所述锂离子电池复合正极材料具有长短轴为20～60μm的椭圆形，其粒度为20～55μm，比表面积为1～15m2/g。优选的，所述氧化物无机物是NiO、Cr2O3或Al(OH)3，所述表面活性剂、粘结剂类有机物是环氧树脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、硅烷、聚氧乙烯脱水山梨醇三油酸酯，聚氧乙烯脱水山梨醇硬脂酸酯和聚氧乙烯脱水山梨醇月桂酸酯中的一种或几种。一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料的制作方法，具体包括如下步骤：步骤一：将原料Al(NO3)3·9H2O、纳米氧化铝、氨水、Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2、Li2CO3、电解液、乙炔黑、锂片、铝箔、铜箔、多孔聚乙烯薄膜和5MgO·4CO2·4H2O过筛分离，装入钵体内部，静置20-30min，再进行搅拌，搅拌时间为10-20min，之后置于马弗炉中进行烧结处理，烧结升温速率设置为10-15℃/min；步骤二：用多段式升温、保温烧结工艺：先由室温升温至350℃保温4h，再由350℃升温至600℃，保温4h，然后由600℃升温至烧结至750℃，之后由750℃升温至烧结的目标温度980℃，保温8-14h，最后随炉冷却至室温；步骤三：取出烧结样品后过筛处理，即得到目标烧结产物，取样进行后，先把适量的5MgO·4CO2·4H2O溶1000ml去离子水中，再加入用去离子水稀释40倍后的氨水，调节pH值至3-5，制备成含有细小Mg沉淀颗粒的悬浊液，用电磁搅拌桨搅拌10-20min，每次均称取500g高温固相烧结的样品，置于500ml去离子水中搅拌，待浆料，搅拌分散均匀后，倒入制备的含Mg沉淀颗粒的悬浊液，将电磁搅拌桨转速设置为600r/min，搅拌2-4h，搅拌完成后对浆料进行抽滤处理，再将滤饼置于马弗炉中升温至800℃保温烧结4-8h，随炉冷却后，取出烧结样品过筛处理。步骤五：用高温固相烧结所得三元正极材料粉末为活性物质，乙炔黑作为导电剂，聚偏氟乙烯作为粘结剂，以上三种物料按质量比20：1：1混合加入烧杯中，把N-甲基吡咯烷酮作为溶剂，再将混合物料置于电磁搅拌器上搅拌2小时得到混合均匀的浆料，将浆料与掺入5MgO·4CO2·4H2O的样品粉碎、过筛，组装实效电池，对比、分析它们的结构与电化学性能数据。优选的，所述步骤五中使用台式涂覆机将混合均匀的样品涂覆在集流体铝箔上，经过烘干、碾压、裁剪等工序，得到正极片。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本专利技术具有热稳定性和循环性能高的优点，该锂电池新材料还具有高孔隙率、高热阻、高熔点、高强度、对电解液具有良好浸润性，抗氧化性强，性质稳定，充放电过程对锂电池的伤害较小，进而延长了电池的使用寿命，同时保证了使用电池时的安全性。具体实施方式下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一：本专利技术提供一种技术方案：一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料，所述锂离子电池复合正极材料以Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2、5MgO·4CO2·4H2O、Al(NO3)3·9H2O、Li2CO3、锂片、铝箔、铜箔为基体，晶体结构为六方晶系，基体表面包覆有占基体质量比5％的梯度功能材料层，所述梯度功能材料的组分为氧化物无机物和表面活性剂、粘结剂类有机物。本专利技术中：所述锂片的厚度为0.4mm，所述铝箔的厚度16μm，所述铜箔的厚度10μm，所述隔膜的厚度16μm。本专利技术中：所述隔膜的材料为多孔聚乙烯薄膜。本专利技术中：所述锂离子电池复合正极材料具有长短轴为20μm的椭圆形，其粒度为20μm，比表面积为1m2/g。本专利技术中：所述氧化物无机物是NiO，所述表面活性剂、粘结剂类有机物是环氧树脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和硅烷。一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料的制作方法，具体包括如下步骤：步骤一：将原料Al(NO3)3·9H2O、纳米氧化铝、氨水、Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2、Li2CO3、电解液、乙炔黑、锂片、铝箔、铜箔、多孔聚乙烯薄膜和5MgO·4CO2·4H2O过筛分离，装入钵体本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料，其特征在于：所述锂离子电池复合正极材料以Ni

【技术特征摘要】
1.一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料，其特征在于：所述锂离子电池复合正极材料以Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2、5MgO·4CO2·4H2O、Al(NO3)3·9H2O、Li2CO3、锂片、铝箔、铜箔为基体，晶体结构为六方晶系，基体表面包覆有占基体质量比5～25％的梯度功能材料层，所述梯度功能材料的组分为氧化物无机物和表面活性剂、粘结剂类有机物。


2.根据权利要求1所述的一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料，其特征在于：所述锂片的厚度为0.4mm，所述铝箔的厚度16μm，所述铜箔的厚度10μm，所述隔膜的厚度16μm。


3.根据权利要求1所述的一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料，其特征在于：所述隔膜的材料为多孔聚乙烯薄膜。


4.根据权利要求1所述的一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料，其特征在于：所述锂离子电池复合正极材料具有长短轴为20～60μm的椭圆形，其粒度为20～55μm，比表面积为1～15m2/g。


5.根据权利要求1所述的一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料，其特征在于：所述氧化物无机物是NiO、Cr2O3或Al(OH)3，所述表面活性剂、粘结剂类有机物是环氧树脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、硅烷、聚氧乙烯脱水山梨醇三油酸酯，聚氧乙烯脱水山梨醇硬脂酸酯和聚氧乙烯脱水山梨醇月桂酸酯中的一种或几种。


6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种热稳定性和循环性能高的锂电池新材料的制作方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤一：将原料Al(NO3)3·9H2O、纳米氧化铝、氨水、Ni0.5Co0.2Mn0.3(OH)2、Li2CO3、电解液、乙炔黑、锂片、铝箔、铜箔、多孔聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈军，訚硕，邓伟明，
申请(专利权)人：贵州中伟资源循环产业发展有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52