锂电池正极活性材料的改性方法、改性的锂电池正极活性材料、正极和锂电池技术

本发明专利技术提供了一种锂电池正极活性材料的改性方法、改性的锂电池正极活性材料、正极和锂电池，涉及锂电池的技术领域，本发明专利技术的锂电池正极活性材料的改性方法包括如下步骤：将锂电池正极活性材料MnO

【技术实现步骤摘要】
锂电池正极活性材料的改性方法、改性的锂电池正极活性材料、正极和锂电池
本专利技术涉及锂电池的
，尤其是涉及一种锂电池正极活性材料的改性方法、改性的锂电池正极活性材料、正极和锂电池。
技术介绍
锂电池是一种直接将自身电极材料的化学能转换成电能的装置，其负极为能量密度极高的锂金属或锂合金。锂电池相对比二次电池具有能量密度大、自放电小、比能量高等优势，在日常生活中被广泛地应用。以二氧化锰作为正极活性材料，以锂金属或锂合金作为负极材料的一次锂锰电池具有较高比能量和开路电压，且使用寿命长，是目前市场上最受欢迎的锂电池品种之一。但是，锂锰电池存在高温存储内阻上升快，内阻高，高温软包易胀气等问题，这限制了锂锰电池的使用。以MnO2作为正极活性材料的锂锰电池，由于MnO2是一种活性极强，孔道丰富的材料，在组装成电池后，MnO2表面的活性位点会带来很多副反应，副反应的产物会引起锂电池内阻增大的问题。同时，在软包电池中，副反应不仅会导致锂电池内阻增大，副反应产生的气体还会引起软包胀气等问题。此外，由于锂锰电池的正极材料MnO2多为电解MnO2，在生产电解MnO2的过程中容易引进硫酸根和钠离子等物质。硫酸根和钠离子在电解MnO2狭窄的孔道内很难轻易地被去除。由此，含有硫酸根和钠离子的MnO2在做成电池之后，随着高温存储时间的变长，硫酸根离子和钠离子会逐渐转移扩散到负极表面，从而形成一层包覆膜，增大电池的内阻，影响电池的性能。因此，控制MnO2的活性位点和电解MnO2孔道中的硫酸根离子和钠离子发挥的副作用是解决锂锰电池高温存储内阻增大和软包易胀气的重要措施。有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种锂电池正极活性材料的改性方法，能够解决控制MnO2的活性位点和电解MnO2孔道中的硫酸根离子以及钠离子发挥副作用的问题。本专利技术的目的之二在于提供一种改性的锂电池正极活性材料，使得锂电池具有低内阻、高温存储内阻稳定性好以及内阻一致性高等的优点，并且明显改善了软包高温存储易胀气的问题。本专利技术的目的之三在于提供一种正极，包括所述的锂电池正极活性材料，具有与所述改性的锂电池正极活性材料相同的优势。本专利技术的目的之四在于提供一种锂电池，包括所述的正极，具有与所述改性的锂电池正极活性材料相同的优势。为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：第一方面，一种锂电池正极活性材料的改性方法，所述改性方法包括如下步骤：将锂电池正极活性材料MnO2先经过LiOH溶液高温处理，后经过草酸溶液高温处理，得到固液混合体；将所述固液混合体的水分蒸干，得到改性的MnO2；其中，MnO2重量占MnO2和LiOH溶液形成的固液混合体总重量的50-80％；LiOH溶液高温处理的温度为60-100℃；草酸溶液高温处理的温度为60-100℃。进一步的，所述LiOH溶液高温处理的时间为4-8h；优选的，所述草酸溶液高温处理的时间为1-3h。进一步的，LiOH占MnO2的0.1-2.0wt％。进一步的，草酸占MnO2的0.1-0.5wt％。进一步的，所述MnO2包括电解MnO2。进一步的，所述的改性方法，包括如下步骤：先将LiOH溶解在水中，再加入MnO2，60-100℃下反应4-8h，其中，MnO2重量占MnO2和LiOH溶液形成的固液混合体总重量的50-80％；LiOH占MnO2的0.1-2.0wt％；再加入占MnO20.1-0.5wt％的草酸，60-100℃下继续反应1-3h，得到固液混合体；将该固液混合体的水分蒸干，得到改性的MnO2。第二方面，一种由上述改性方法制备得到的改性的锂电池正极活性材料。第三方面，一种包括所述改性的锂电池正极活性材料的正极。第四方面，一种包括所述正极的锂电池。进一步的，所述锂电池还包括负极、隔膜和非水电解液。优选的，所述负极的材质包括锂和锂合金中的至少一种。优选的，所述锂电池的外壳包括钢壳、铝壳以及铝塑膜中的至少一种。与已有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术提供的锂电池正极活性材料的改性方法，能够解决控制MnO2的活性位点和MnO2孔道中的硫酸根离子以及钠离子发挥副作用的问题。具体的，通过加入一定质量分数的MnO2，保证反应时离子的传输，使反应更均匀更充分，在一定温度下，LiOH溶液中的锂离子置换MnO2孔道中的钠离子，且由于LiOH是碱性，而孔道中的硫酸根离子一般是以硫酸氢根存在，碱性氢氧化锂易与酸性硫酸根离子反应。因此孔道内的硫酸氢根离子对比之前会更游离出来，所以达到了去除孔道内硫酸根离子的作用，从而解决了MnO2孔道中的硫酸根离子以及钠离子发挥副作用的问题；在一定温度下，草酸将MnO2的活性位点反应掉，从而降低副反应。本专利技术提供的改性的锂电池正极活性材料，使得锂电池具有低内阻、高温存储内阻稳定性好以及内阻一致性高等的优点，并且明显改善了软包高温存储易胀气的问题。本专利技术提供的正极，具有与上述改性的锂电池正极活性材料相同的优势，在此不再赘述。本专利技术提供的锂电池，具有与上述改性的锂电池正极活性材料相同的优势，在此不再赘述。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为实施例1和对比例1-4测试得到的锂/MnO2一次软包电池内阻随时间变化图。具体实施方式下面将结合实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。以MnO2作为正极活性材料的锂锰电池，由于MnO2是一种活性极强，孔道丰富的材料，在组装成电池后，MnO2表面的活性位点会带来很多副反应，副反应的产物会引起锂电池内阻增大的问题。例如，在软包电池中，副反应不仅会导致锂电池内阻增大，副反应产生的气体还会引起软包胀气等问题。同时，含有硫酸根和钠离子的MnO2在做成电池之后，随着高温存储时间的变长，硫酸根离子和钠离子会逐渐转移扩散到负极表面，从而形成一层包覆膜，增大电池的内阻，影响电池的性能。因此，控制MnO2的活性位点和MnO2孔道中的硫酸根离子和钠离子发挥的副作用是解决锂锰电池高温存储内阻增大和软包易胀气的重要措施。有鉴于此，本专利技术特地提出了一种锂电池正极活性材料的改性方法，能够解决控制MnO2的活性位点和MnO2孔道中的硫酸根离子以及钠离子发挥副作用的问题。本专利技术提供的正极活性材料的改性方法，是在一定条件下，利用LiOH溶液中的锂离子置换MnO2孔道中的钠离子，利用L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂电池正极活性材料的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：/n将锂电池正极活性材料MnO

【技术特征摘要】
1.一种锂电池正极活性材料的改性方法，其特征在于，包括如下步骤：
将锂电池正极活性材料MnO2先经过LiOH溶液高温处理，后经过草酸溶液高温处理，得到固液混合体；将所述固液混合体的水分蒸干，得到改性的MnO2；
其中，MnO2重量占MnO2和LiOH溶液形成的固液混合体总重量的50-80％；
LiOH溶液高温处理的温度为60-100℃；
草酸溶液高温处理的温度为60-100℃。


2.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，所述LiOH溶液高温处理的时间为4-8h；
优选的，所述草酸溶液高温处理的时间为1-3h。


3.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，LiOH占MnO2的0.1-2.0wt％。


4.根据权利要求1所述的改性方法，其特征在于，草酸占MnO2的0.1-0.5wt％。


5.根据权利要求1-4任一项所述的改性方法，其特征在于，所述MnO2包括电解MnO2。


6.根据权利要求1-4...

【专利技术属性】
技术研发人员：康丽，薛建军，张颂，薛江丽，杨光，郭镖，
申请(专利权)人：广州鹏辉能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44