一种二次锂电池及其阴极极片制造技术

本发明专利技术公开了一种二次锂电池用阴极极片，包括集流体以及附着在集流体表面的阴极膜片，所述阴极膜片中含有纳米抗酸剂，所述纳米抗酸剂在阴极膜片中的含量为0.5wt％～2.5wt％，相对现有技术，本发明专利技术通过向阴极膜片中添加纳米抗酸剂，一方面可以有效地减少电解液中HF产生的量，另一方面所添加的MgO和Mg(OH)2等碱性物质可以有效的和电解液中产生出来的HF反应，减少了阴极活性物质中过渡金属离子的溶解腐蚀，有利于保持阴极活性物质的结构，从而提高锂电池的循环性能，此外，本发明专利技术还公开了一种使用上述阴极极片的二次锂电池。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及二次锂电池
，尤其涉及具有良好循环性能的二次锂电池及其阴极极片。
技术介绍
近年来，二次锂电池因其能量密度高，电压高、自放电率低以及重量轻等优点在数码相机、笔记本电脑等小型电子设备中的市场份额迅速增加；但随着人们对坏境和资源保护意识的增强，对电池的使用寿命的要求越来越高。目前在提高二次电池循环寿命方面的研究主要集中在阴极活性物质的表面包覆/ 掺杂、电解液添加剂方面。例如，公告号为100385712C的专利公开了一种在LiNixCcvxO2 (0 <x<l)的表面掺杂包覆一层金属氧化物的锂离子电池阴极材料，金属氧化物为Al2O3，MgO 或Al，Mg的混合氧化物等。通过包覆，可以避免阴极活性物质和电解液的直接接触，在一定程度上提高了材料的循环性能，但包覆的过程需要进行高温烧结，操作复杂，成本高。文献J. Electrochem. Soc.，Vol. 140，No. 6，LlOl (1993)记载了提供了一种以 PC、 EC为电解液的主要成分，添加冠醚化合物(12-冠-4)，以抑制电解液的分解，从而提高循环性能的方案。但是，冠醚价格昂贵，即使大量加入，抑制电解液分解的效果也不大，而且达到的电池特性也不显著。公开号为101388474A的中国专利公开了一种向阴极锰酸锂中加入碱性物质，并向电解液中添加LiBOB来提高锰酸锂电池的循环性能的方案。但碱性物质颗粒较大，不能实现均勻充分的分散，随着循环数的增加，其对电池的循环的改善效果不明显，而且LiBOB 在低介电常数的溶剂中溶解度很低，会影响电池的容量发挥。有鉴于此，确有必要提供一种价格低廉的能显著提高锂电池循环性能的二次锂电池及其阴极极片。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种生产成本低的能显著提高锂电池循环性能的二次锂电池用阴极极片。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种二次锂电池用阴极极片，包括集流体以及附着在集流体表面的阴极膜片， 所述阴极膜片中含有纳米抗酸剂，所述纳米抗酸剂在阴极膜片中的含量为0. 5wt% 2. 5wt%。选用纳米抗酸剂是因为纳米颗粒尺寸小，能够在阴极膜片中均勻分散，最大限度地与循环中产生的HF反应，提高锂电池的循环性能。当其含量大于2. 5wt%时，由于这些纳米抗酸剂导电性差，造成极片的电阻过大，从而对电池的循环性能、大倍率放电性能以及电池的能量密度都有负面影响。作为本专利技术二次锂电池用阴极极片的一种改进，所述纳米抗酸剂为纳米MgO或纳米Mg(0H)2。由于它们可以捕获HF，形成MgF2, MgF2与H20形成水合物，防止了 HF对正极活性物质中过渡金属离子的溶解腐蚀，从而起到保护阴极的作用。反应方程式 2HF+Mg0 — MgF2+H20, 2HF+Mg (OH) 2 — MgF2+2H20作为本专利技术二次锂电池用阴极极片的一种改进，所述纳米抗酸剂为纳米MgO和纳米 Mg(0H)2。作为本专利技术二次锂电池用阴极极片的一种改进，所述纳米抗酸剂在阴极膜片中的含量为 1. Owt % 2. 5wt%。作为本专利技术二次锂电池用阴极极片的一种改进，所述纳米抗酸剂在阴极膜片中的含量为2. 5wt%。相对现有技术，本专利技术通过向阴极膜片中添加纳米抗酸剂，一方面可以有效地减少电解液中HF产生的量，另一方面所添加的MgO和Mg(OH)2等碱性物质可以有效的和电解液中产生出来的HF反应，减少了阴极活性物质中过渡金属离子的溶解腐蚀，有利于保持阴极活性物质的结构，从而提高锂电池的循环性能。此外，本专利技术只需向阴极膜片中添加纳米抗氧酸，不需经过高温烧结，也无需向电解液中加入添加剂，节省了生产成本。本专利技术的又一个目的在于提供一种具有良好循环性能的二次锂电池，其包括阴极集流体及附着在阴极集流体表面的阴极膜片、阳极集流体及附着在阳极集流体表面的阳极膜片、电解液、隔离膜以及外包装，所述阴极膜片为上述段落所述的阴极膜片。作为本专利技术二次锂电池的一种改进，所述阴极膜片中的活性物质为锂镍钴锰氧 (LiNiCoMnO2)、锂锰氧(LiMn2O4)、钴酸锂或者磷酸亚铁锂中的任意一种或者多种。附图说明下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术及其有益技术效果进行详细的说明，其中图1为本专利技术的二次锂电池和普通二次锂电池(阴极膜片不含纳米抗酸剂)在 45 V下的循环性能曲线的对比图。具体实施例方式本专利技术的实施例中所用到的抗酸剂MgO和Mg(OH)2的中值直径约为IOnm (中值直径是指用激光粒度分析仪测得的体积累积为50%时的颗粒直径)。实施例1 正极极片制备将LiNiCoMnA (锂镍钴锰氧)、LiMn204 (锂锰氧)、Super_P (导电材料)、PVDF MgO按照质量比例57% 38% 2. 2% 2. 3% 0. 5%加入去离子水中混合搅拌均勻得到具有一定流动性的浆料，再将上述浆料涂布在20um厚的铝合金号1145的铝箔两面，涂布重量为0. 283g/1540. 25mm2，烘干成具有一定柔韧度的正极极片，然后分别经过冷压、分条，再用4*0. Imm的铝片制成的正极极耳焊接在铝箔上制得正极极片。 负极极片的制备将石墨，Super-P (导电碳粉)、CMC、SBR乳液按照质量比例为 95.2% 1.5% 1.0% 2. 3%加入去离子水中混合并搅拌均勻得到具有一定流动性的浆料，再将上述浆料涂布在9um厚的金属铜箔的两面，涂布重量为0. 120g/1540. 25mm2，烘干成具有一定柔韧度的负极极片，然后经过冷压、分条，在用4*0. Imm的镍片制成的负极极耳焊接在铜箔上后，制得负极极片。电池的制备把制好的正极极片与负极极片和F20BMU(20um)隔离膜通过卷绕制成606268 (长为68mm，宽为62mm，厚为6. Omm)的裸电芯，然后经过顶封、侧封、真空干燥、注电解液、真空封装、化成、陈化等工艺，制得成品电池。循环性能测试充放电循环测试倍率为0.7C/0.5C，充放电截止电压为 4. 2V/3. OV0实施例2本实施例与实施例1不同之处在于，LiNiCoMnO2 (锂镍钴锰氧)、Super-P (导电材 14 ) > PVDF Mg(OH) 2 质量比例为 94% 2. 2% 2. 3% 1. 5%，其余同实施例 1。实施例3本实施例与实施例1不同之处在于，LiMn2O4 (锂锰氧)、Super-P (导电材料)、 PVDF MgO质量比例为94% 2. 2% 2. 3% 1. 5% 其余同实施例1。实施例4本实施例与实施例1不同之处在于，LiMn2O4 (锂锰氧)、Super-P (导电材料)、 PVDF MgO Mg(OH)2 质量比例为 93% 2. 2% 2. 3% 1. 5% 1%，其余同实施例 1。对比例本对比例与实施例1的不同之处在于，LiNiCoMnO2 (锂镍钴锰氧)、LiMn2O4(锂锰氧)、Super-P (导电材料)、PVDF质量比例为57. 3% 38.2%: 2.2%: 2.3%，其余同实施例1。实施例的45°C下300次循环的容量保持率如表_1，从表_1可以看出阴极中加入纳米抗酸剂明显改善了 45°C循环的容量保持率。由于纳米抗本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种二次锂电池用阴极极片，包括集流体以及附着在集流体表面的阴极膜片，其特征在于：所述阴极膜片中含有纳米抗酸剂，所述纳米抗酸剂在阴极膜片中的含量为０．５ｗｔ％～２．５ｗｔ％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李厚萍，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：44