本发明专利技术的高比容量富锂复合正极材料的稳定化方法包括以下步骤：步骤1，将充电截止电压设定在低电压范围内，进行充放电循环；步骤2，将充电截止电压设定在高电压范围内，进行充放电循环。本发明专利技术高比容量富锂复合正极材料的稳定化方法采用阶跃式充放电的方法，使富锂复合正极材料不可逆容量损失降低，循环稳定性显著提高，从而达到稳定富锂复合正极材料的目的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池正极材料领域，尤其涉及一种。
技术介绍
锂离子电池自上世纪九十年代问世以来，经过十几年的飞速发展，目前技术已经比较成熟，电池制备工艺已日益精确与完善，通过优化制备工艺已很难再大幅度提高电池的能量密度。目前人们主要通过以下几种措施来达到这一目的:采用高比容量电极材料；采用高工作电压电极材料；提高电池充电截止电压；设计新型电池结构。其中，采用高比容量电极材料是人们关注的重点。LiCoO2容量仅为其理论容量的50% ri40mAh/g)，且存在着资源和安全性等问题；尖晶石型的LiMn2O4和橄榄 石型的LiFePO4也得到商业化的应用，但是相对于LiCoO2，后两者的能量密度也没有明显提高。一种由Li02和层状LiMO2 (M=Mn, Ni, Co等)形成的富锂复合正极材料，由于具有较高的比容量(>250mAh/g)而引起广泛的关注。富锂复合正极材料XLi2MnO3-(1-X)LiMO2 (0<x ^ 0.7, M=Mn, Ni, Co 等)的充放电机制如下列方程式所示: 充电:〈4.5 V XLi2MnO3-(1-X)LiMO2 — XLi2MnO3-(1-x)MO2+(1-x) Li>4.5 V XLi2MnO3-(1-X)MO2 — XMnO2-(1-x)M02+xLi20放电:XMnO2-(1-x) M02+Li — XLiMnO2-(l-χ) LiMO2 研究表明富锂复合正极材料产生不可逆容量损失及循环稳定性差的主要原因是，充电后氧空位和锂离子空位的产生及充电过程中正极材料和电解液发生的副反应。目前，主要采用表面包覆的方法来达到富锂复合正极材料稳定化的目的，但是其工序复杂，在一定程度上限制了该材料的产业化进程，因此，亟待开发一种简单易行的富锂复合正极材料稳定化方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有富锂复合正极材料首次不可逆容量损失大、循环稳定性差等缺点，提供一种，该稳定化方法基于富锂复合正极材料组分的特点，采用阶跃式充放电的方法，使富锂复合正极材料不可逆容量损失降低，循环稳定性显著提高，从而达到稳定富锂复合正极材料的目的。为了达到上述专利技术目的，本专利技术提供一种，包括以下步骤:步骤1，将充电截止电压设定在低电压范围内，进行充放电循环；步骤2，将充电截止电压设定在高电压范围内，进行充放电循环。上述富锂复合正极材料的稳定化方法，其中，所述低电压范围为4-4.5V，所述高电压范围为4.6-5V。上述富锂复合正极材料的稳定化方法，其中，所述步骤I中，以倍率为0.05C-0.3C，进行充放电循环，放电截止电压为1-3V，循环次数为1-10次。上述富锂复合正极材料的稳定化方法，其中，所述步骤2中，以倍率为0.05C-0.3C，进行充放电循环，放电截止电压为1-3V，循环次数为1-10次。上述富锂复合正极材料的稳定化方法，其中，所述富锂复合正极材料的化学式为XLi2MnO3-(1-X)LiMO2，其中，O <x 彡 0.7，M 为 Mn、N1、或者 Co。本专利技术的先将充电截止电压设定在低电压范围内，对电池进行充放电循环，再将充电截止电压设定在高电压范围内，对电池进行充放电循环，即采用阶跃式充放电的活化方法，使富锂复合正极材料具有优异的电化学性能及循环稳定性等优点；本专利技术的工艺简单、重复性好、成本低廉。附图说明本专利技术的由以下的实施例及附图给出。 图1是本专利技术实施例一中扣式电池样品中稳定化样品与未稳定化样品的循环性能比较示意 图2是本专利技术实施例二中软包电池样品中稳定化样品的循环性能示意图。具体实施例方式以下将结合图1 图2对本专利技术的作进一步的详细描述。实施例一 本实施例以扣式电池为例，该扣式电池利用富锂复合正极材料制作正电极，在详细说明使用本实施例的稳定化方法处理该扣式电池之前，先介绍该扣式电池的制备方法: 富锂复合正极材料的制备:按Mn、N1、Co金属离子摩尔数比为0.467:0.2:0.2，将硫酸锰、硫酸镍、硫酸钴溶于去离子水中，配成Mn、N1、Co金属离子总浓度为2mol/L的均匀透明金属离子溶液；配制0.2 mol/L的聚丙烯酰胺溶液，将化学计量比用量的1.2倍的碳酸钠加入到聚丙烯酰胺溶液中，获得聚丙烯酰胺和碳酸钠的混合沉淀剂溶液；将沉淀剂溶液缓慢滴加到金属离子溶液中，进行共沉淀反应；沉淀产物经过过滤、清洗、干燥，获得碳酸盐前躯体；将碳酸盐前躯体与化学计量比用量的1.02倍的碳酸锂球磨混合，经900°C，保温10 h，获得LUna 467Nia2Coa2O2富锂复合正极材料。扣式电池的制备:将90克N-甲基吡咯烷酮和4.75克聚偏二氟乙烯混合搅拌直至10分钟之内混合液的粘度变化小于3%，再加入3.5克粒径小于2微米的微球形超导炭黑和1.75克鳞片状导电石墨搅拌至10分钟之内混合物粘度变化小于3%，最后加入90克富锂复合正极材料Li1.133Mn0.467Ni0.2Co0.202搅拌直至10分钟之内混合物粘度变化小于5%，然后将上述固液混合物涂覆于铝箔上，110°C真空干燥24小时后得到正电极； 采用CR2016电池壳，以Lihl33Mna 467Nia2Coa2O2为正极，锂片为负极，I M LiPF6 (EC:EMC=3:7)为电解液，制成扣式电池。制备好扣式电池后，使用本实施例的对该扣式电池进行处理，具体步骤如下: 以0.1C (25 mA/g)为充电电流密度，充电截止电压为4.5V，以0.1C(25 mA/g)为放电电流密度，放电截止电压为2V，进行充放电循环，循环次数为5次；待上述循环完成后，以0.1C (25 mA/g)为充电电流密度，充电截止电压为4.8V，以0.1C (25 mA/g)为放电电流密度，放电截止电压为2V，进行充放电循环，循环次数为2次，对富锂复合正极材料进行稳定化处理。本实施例先将充电截止电压设定在低电压范围(4-4.5V)内，对电池进行充放电循环，再将充电截止电压设定在高电压范围(4.6-5V)内，对电池进行充放电循环，即采用阶跃式充放电的活化方法。对经本实施例稳定化方法处理后的扣式电池样品a以及未经稳定化方法处理的扣式电池样品b进行充放电循环性能测试，测试参数如下:以0.1C (25 mA/g)为充电电流密度，充电截止电压为4.8V，以0.1C(25 mA/g)为放电电流密度，放电截止电压为2V，进行充放电循环，两个样品的充放电循环性能如图1所示，循环50次后，样品a的容量保持率为95%，样品b的容量保持率为82% ;循环100次后，样品a的容量保持率为90%，经比较可知，经稳定化处理后，富锂复合正极材料的循环稳定性显著提高。实施例二 本实施例以软包电池为例，该软包电池利用富锂复合正极材料制作正电极，在制备软包电池的过程中，富锂复合正极材料及正极片的制备同实施例一，在此不再赘述。软包电池的制备为:将100克蒸馏水和1.5克羧甲基纤维素钠混合搅拌直至10分钟之内混合液的粘度变化小于3%，然后加入2.0克粒径小于3微米的微球形超导炭黑搅拌至10分钟之内混合物粘度变化小于3%，再加入95克石墨负极搅拌直至10分钟之内混合物粘度变化小于3%，然后加入1.5g 丁苯橡胶(SBR)搅拌直至10分钟内混合物粘度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高比容量富锂复合正极材料的稳定化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，将充电截止电压设定在低电压范围内，进行充放电循环；步骤2，将充电截止电压设定在高电压范围内，进行充放电循环。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：顾海涛，黄莉，罗英，谢朝香，王可，汤卫平，解晶莹，
申请(专利权)人：上海空间电源研究所，
类型：发明
国别省市：
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