一種3v可充扣式鋰錳電池正極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明公開(kāi)了一種3V可充扣式鋰錳電池正極的制作方法，屬于化學(xué)電源儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]由于電子產(chǎn)品的普及及快速發(fā)展，3V可充扣式鋰錳電池需求量越來(lái)越大，對(duì)容量和循環(huán)壽命的要求也越來(lái)越高。目前這種電池的市場(chǎng)主要被日本松下、三洋等公司壟斷，國(guó)內(nèi)的3V可充扣式鋰錳電池的循環(huán)次數(shù)遠(yuǎn)達(dá)不到日本產(chǎn)品的指標(biāo)，雖然正極材料3V鋰錳氧化物的循環(huán)性能是影響該電池壽命很重要的一個(gè)因素，但是正極的制備方法對(duì)電池的循環(huán)性能影響也很大。
[0003]目前，相關(guān)研究多集中在可充鋰錳氧化物材料的制備上，對(duì)如何應(yīng)用這種材料制備高性能的正極研究得很少，鮮有報(bào)道。而使用鋰/二氧化錳扣式電池正極的制備方法，即把活性物質(zhì)與碳粉、石墨混合，加入聚四氟乙烯乳液加熱交聯(lián)，通過(guò)碾壓、破碎的方式制粒，再把顆粒利用模具壓成需要形狀的正極片，會(huì)降低正極的倍率性能，達(dá)不到3V可充扣式鋰錳電池的倍率要求。因?yàn)椋?V可充扣式鋰錳電池放電倍率遠(yuǎn)高于普通的鋰錳電池，要求活性物質(zhì)處于三維導(dǎo)電環(huán)境中，確保電子導(dǎo)電、離子導(dǎo)電都處于最佳狀態(tài)，才能保證循環(huán)壽命。而上述的使用鋰/二氧化錳扣式電池正極的制備方法的正極中導(dǎo)電是平面分層的，達(dá)不到三維網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)電的要求。
[0004]本發(fā)明從提高正極的三維導(dǎo)電性入手，公開(kāi)了 3V可充扣式鋰錳電池的正極制備方法，可以制備提高正極中活性物質(zhì)的利用率、穩(wěn)定正極結(jié)構(gòu)，并有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種3V可充扣式鋰錳電池正極的制作方法，本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的:
按比例分別稱取3V鋰錳氧化物和纖維狀導(dǎo)電劑，然后在容器中混合均勻，再加入無(wú)水乙醇，攪拌分散均勻，最后加入聚四氟乙烯乳液，攪拌直至形成膏狀物，過(guò)濾除去液體，取出固體揉成一團(tuán)，用塑料棒碾壓成為2mm厚度的片狀物，以50~60°C鼓風(fēng)干燥1~2小時(shí)，把片狀物切成(l~2)mmX (l~2)mmX (l~2)mm的小顆粒，一定量的小顆粒放入模具中在壓片機(jī)上壓成需要的形狀和尺寸，取出得到3V可充扣式鋰錳電池正極。所述的可充鋰錳氧化物、纖維狀導(dǎo)電劑、聚四氟乙烯質(zhì)量比(90?98):(1?5):(1?5);所述的纖維狀導(dǎo)電劑為碳納米管、碳纖維中的一種。
[0006]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于工藝簡(jiǎn)單、易于操作和控制，制作的正極適合作為可充扣式鋰錳電池的正極。由于在可充鋰錳氧化物中添加了纖維狀導(dǎo)電劑，形成了高效的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，減小了正極的歐姆極化和電化學(xué)極化，提高了放電平臺(tái)；同時(shí)，在正極中使可充鋰錳氧化物被束縛在碳纖維和聚四氟乙烯的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，抑制了充放電反應(yīng)引起的體積變化、膨脹，從而延長(zhǎng)了正極的循環(huán)壽命。
[0007]
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例1
稱取可充鋰錳氧化物(天津優(yōu)量鋰能科技有限公司產(chǎn)品)9g、碳纖維0.5g置于燒杯中，混合，加入30ml無(wú)水乙醇，攪拌均勻，加入聚四氟乙烯乳液(60%)0.83g，攪拌直至形成膏狀物，取出揉成一團(tuán)，用塑料棒碾壓成為2mm厚度的片狀物，在鼓風(fēng)烘箱中50°C烘2h，取出，把片狀物切成2mmX2mmX2mm的塊。稱取0.15g的小塊，放入模具中，壓制成厚0.9mm、Φ9mm的圓片，取出，再將圓片壓入不銹鋼網(wǎng)上，成為正極片。正極片經(jīng)真空45°C烘干48h后，浸泡在1M LiPF6/(EC+DME+PC)電解液中72h以上待裝配。負(fù)極采用容量是正極容量2倍的鋰鋁合金負(fù)極，在負(fù)極殼上先放入負(fù)極，然后放上PP隔膜，滴入0.3g電解液1M LiPF6/(EC+DME+PC)，然后放入正極片，最后蓋上正極殼，封口，得到ML1220扣式電池。對(duì)ML1220電池進(jìn)行0.1C放電，其放電容量為18mAh，放電平臺(tái)3.0V，以0.1C充放電壓為3.25V-2.0V，放電深度50%D0D，循環(huán)壽命達(dá)到200次。
[0009]實(shí)施例2
稱取可充鋰錳氧化物9.5g、碳納米管0.3g置于燒杯中，混合，加入30ml無(wú)水乙醇，攪拌均勻，加入聚四氟乙烯乳液(60%) 0.33g，攪拌直至形成膏狀物。取出揉成一團(tuán)，用塑料棒碾壓成為2mm厚度的片狀物，在鼓風(fēng)烘箱中60°C烘lh，取出，把片狀物切成1.5mmX 1.5mmX 1.5mm的塊。稱取0.15g的小塊，放入模具中，壓制成厚0.9mm、0 9mm的圓片，取出，得到正極片。正極片經(jīng)真空45°C烘干48h后，浸泡在1M LiPF6/(EC+DME+PC)電解液中72h以上待用。負(fù)極選擇和裝配步驟同實(shí)施例1，制成ML1220電池。對(duì)ML1220電池進(jìn)行0.1C放電，其放電容量為19mAh，放電平臺(tái)3.0V，以0.1C充放電壓為3.25V-2.0V，放電深度50%D0D，循環(huán)壽命達(dá)到197次。
[0010]實(shí)施例3
稱取可充鋰猛氧化物9.8g、碳納米管0.15g置于燒杯中，混合，加入30ml無(wú)水乙醇，攪拌均勻，加入聚四氟乙烯乳液(60%) 0.25g，攪拌直至形成膏狀物。取出揉成一團(tuán)，用塑料棒碾壓成為2mm厚度的片狀物，在鼓風(fēng)烘箱中55°C烘1.5h，取出，把片狀物切成1mmX 1mmX 1mm的塊。稱取0.15g的小塊，放入模具中，壓制成厚0.9mm、0 9mm的圓片，取出，再將圓片壓入不銹鋼網(wǎng)上，然后經(jīng)真空90°C烘干48h后，浸泡在1M LiPF6/(EC+DME+PC)電解液中72h以上待用。負(fù)極選擇和裝配步驟同實(shí)施例1，制成ML1220電池。對(duì)ML1220電池進(jìn)行0.1C放電，其放電容量為19.5mAh，放電平臺(tái)3.0V，以0.1C充放電壓為3.25V-2.0V，放電深度50%D0D，循環(huán)壽命達(dá)到195次。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種3V可充扣式鋰錳電池正極的制作方法，其特征在于:制作方法的步驟是: 按比例分別稱取3V鋰錳氧化物和纖維狀導(dǎo)電劑，然后在容器中混合均勻，再加入無(wú)水乙醇，攪拌分散均勻，最后加入聚四氟乙烯乳液，攪拌直至形成膏狀物，過(guò)濾除去液體，取出固體揉成一團(tuán)，用塑料棒碾壓成為2mm厚度的片狀物，以50~60°C鼓風(fēng)干燥1~2小時(shí)，把片狀物切成(l~2)mmX (l~2)mmX (l~2)mm的小顆粒，一定量的小顆粒放入模具中在壓片機(jī)上壓成需要的形狀和尺寸，取出得到3V可充扣式鋰錳電池正極。2.權(quán)利要求1所述的一種3V可充扣式鋰錳電池正極的制作方法，物料比例為質(zhì)量比，其特征是:可充鋰錳氧化物:纖維狀導(dǎo)電劑:聚四氟乙烯=(90?98):(1?5):(1?5)。3.權(quán)利要求1所述的一種3V可充扣式鋰錳電池正極的制作方法，其特征在于:纖維狀導(dǎo)電劑為碳納米管、碳纖維中的一種。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種3V可充扣式鋰錳電池正極的制作方法。按比例分別稱取3V鋰錳氧化物和纖維狀導(dǎo)電劑，然后在容器中混合均勻，再加入無(wú)水乙醇，攪拌分散均勻，最后加入聚四氟乙烯乳液，攪拌直至形成膏狀物，過(guò)濾除去液體，取出固體揉成一團(tuán)，用塑料棒碾壓成為2mm厚度的片狀物，以50~60℃鼓風(fēng)干燥1~2小時(shí)，把片狀物切成（1~2）mm×（1~2）mm×（1~2）mm的小顆粒，一定量的小顆粒放入模具中在壓片機(jī)上壓成需要的形狀和尺寸，取出得到3V可充扣式鋰錳電池正極。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于工藝簡(jiǎn)單、易于操作和控制，適合批量生產(chǎn)，可以提高電池的放電容量，延長(zhǎng)電池的循環(huán)壽命。
【IPC分類】H01M4/505, H01M4/131, H01M4/1391, H01M4/62
【公開(kāi)號(hào)】CN105390694
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510841965
【發(fā)明人】郝德利, 葉麗光
【申請(qǐng)人】天津赫維科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年11月28日