一种炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片及其制备方法技术

本发明专利技术涉及电池正极材料技术领域，且公开了一种炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片及其制备方法与应用，制备方法包括步骤：将炭黑加入到溶解有聚乙二醇的

【技术实现步骤摘要】
一种炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片及其制备方法、锂电池


[0001]本专利技术属于电池正极材料
，特别涉及一种炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片及其制备方法
、
锂电池
。

技术介绍

[0002]LMO(LiMn2O4)
因为其比能量高
、
无毒
、
环境友好，充放电电流稳定，在市场上得到迅速推广，其应用的电子产品主要有便携式移动设备
、
通讯设备
、
电动汽车
、
航空航天设备
、
电网负荷调节设备等
。
高温固相合成法在合成
LMO
过程中合成工序简单，合成条件容易，对设备的要求不高，是目前工业上锂电池大规模生产的常用方法
。
[0003]尽管
LMO
是作为锂离子电池的理想正极材料，但是其在高温循环和大电流充放电时，容量容易发生衰减
。
其主要原因是：
1、
在制备过程中，由于原料未能完全混合，在产物中易局部生成
Mn3O4的杂质，导致产品纯度不高；
2、
放电后期在高浓度
Mn
3+
的表面容易发生歧化反应，生成的
Mn
2+
溶解于电解液中，导致可逆反应无法正常进行；
3、
放电后期泰勒效应的发生导致锰酸锂尖晶石结构的破坏；
4、
锰酸锂的导电率低，锂离子脱嵌过程困难
。
因此，现有技术还有待于改进和发展
。

技术实现思路

[0004]鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片及其制备方法
、
锂电池，旨在解决现有
LiMn2O4正极材料在高温循环和大电流充放电时，容量容易发生衰减的问题
。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片的制备方法，其中，包括步骤：
[0007]根据预设摩尔比将醋酸锂
、
醋酸锰和氧化铝进行研磨混合后，放置在气氛炉中先进行预热处理，再进行煅烧处理，制得氧化铝掺杂锰酸锂材料；
[0008]将炭黑加入到溶解有聚乙二醇的
NMP
溶液中，搅拌均匀后再加入所述氧化铝掺杂锰酸锂材料并搅拌，得到第一混合物料；
[0009]将粘结剂和导电剂加入到
NMP
溶剂中，搅拌后得到第二混合物料；
[0010]将所述第一混合物料和所述第二物料混合形成混合浆料；
[0011]将所述混合浆料涂布在金属铝箔上，经烘干
、
压片
、
裁片处理，制得炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片
。
[0012]所述炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片的制备方法，其中，放置在气氛炉中先进行预热处理，再进行煅烧处理，制得氧化铝掺杂锰酸锂材料的步骤中，预热处理温度为
400
‑
500℃
，时间为3‑
5h
；煅烧处理温度为
700
‑
850℃
，时间为
35
‑
50h。
[0013]所述炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片的制备方法，其中，所述导电剂为乙炔黑
、
导电炭黑
、
碳纳米管和石墨烯中的一种或多种
。
[0014]所述炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片的制备方法，其中，所述粘结剂为聚偏氟乙烯
、
丁苯橡胶
、
聚丙烯酸
、
聚四氟乙烯和聚酰亚胺中的一种
。
[0015]所述炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片的制备方法，其中，所述醋酸锂
、
醋酸锰和氧化铝按照
Li
：
Mn
：
Al
的摩尔比为
1.3
‑
1.8:1.2
‑
1.9:0.1
‑
0.3
的比例进行研磨混合
。
[0016]一种炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片，其中，采用本专利技术所述炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片的制备方法制得
。
[0017]一种锂电池，其中，包括本专利技术所述的炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片
。
[0018]有益效果：本专利技术用炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂，一方面提高了锰酸锂的导电性能，减小了锰酸锂与电解液接触的机会
,
使得电池可逆容量和循环性能有了明显的改善；另一方面
,
合成物质电荷转移阻抗值降低
,
组装的实验性电池库伦效率增加，减小了电池的自放电率
。
附图说明
[0019]图1示出了本专利技术一种炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片的制备方法流程图；
[0020]图2为实施例1中锰酸锂正极锂电池的阻抗图；
[0021]图3为实施例1中锰酸锂正极锂电池的循环特征图
。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的
、
技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例对本专利技术技术方案进行清楚
、
完整地描述
。
[0023]请参阅图1，图1为本专利技术提供的一种炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片的制备方法流程图，如图所示，其包括步骤：
[0024]S10、
根据预设摩尔比将醋酸锂
、
醋酸锰和氧化铝进行研磨混合后，放置在气氛炉中先进行预热处理，再进行煅烧处理，制得氧化铝掺杂锰酸锂材料；
[0025]S20、
将炭黑加入到溶解有聚乙二醇的
NMP
溶液中，搅拌均匀后再加入所述氧化铝掺杂锰酸锂材料并搅拌，得到第一混合物料；
[0026]S30、
将粘结剂和导电剂加入到
NMP
溶剂中，搅拌后得到第二混合物料；
[0027]S40、
将所述第一混合物料和所述第二物料混合形成混合浆料；
[0028]S50、
将所述混合浆料涂布在金属铝箔上，经烘干
、
压片
、
裁片处理，制得炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片
。
[0029]在本实施例中，首先制备氧化铝掺杂锰酸锂材料，然后采用炭黑包覆所述氧化铝掺杂锰酸锂材料，最后将含有炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂的混合浆料涂覆在金属铝箔上，形成炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片
。
本实施例制得的炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片
,
一方面提高了锰酸锂的导电性能
,
减小了锰酸锂与电解液接触的机会
,
使得可逆容量和循环性能有了明显的改善；另一方面
,<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片的制备方法，其特征在于，包括步骤：根据预设摩尔比将醋酸锂
、
醋酸锰和氧化铝进行研磨混合后，放置在气氛炉中先进行预热处理，再进行煅烧处理，制得氧化铝掺杂锰酸锂材料；将炭黑加入到溶解有聚乙二醇的
NMP
溶液中，搅拌均匀后再加入所述氧化铝掺杂锰酸锂材料搅拌，得到第一混合物料；将粘结剂和导电剂加入到
NMP
溶剂中，搅拌后得到第二混合物料；将所述第一混合物料和所述第二物料混合形成混合浆料；将所述混合浆料涂布在金属铝箔上，经烘干
、
压片
、
裁片处理，制得炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片
。2.
根据权利要求1所述炭黑包覆氧化铝掺杂锰酸锂正极极片的制备方法，其特征在于，放置在气氛炉中先进行预热处理，再进行煅烧处理，制得氧化铝掺杂锰酸锂材料的步骤中，预热处理温度为
400
‑
500℃
，时间为3‑
5h
；煅烧处理温度为
700
‑
850℃
，时间为
35
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚晓艳，黄卫扬，于耀伟，陈城发，白汝佳，杨丁卯，张春华，
申请(专利权)人：广东仕诚塑料机械有限公司，
类型：发明
国别省市：