[发明专利]一种锂离子二次蓄电池及其制造工艺技术

说明书

技术领域

本发明涉一种能源及新材料技术，特别是涉及一种锂离子二次蓄电池及其制造工艺技术

技术背景

锂离子电池常用的正极材料LiCoO₂是氧化钴锂层状结构，结构比较稳定，在理想的层状结构中，Li¹⁺和Co³⁺各位于立方紧密堆积氧层中交替的八面体位置，在LiCoO₂中，一般存在少量的无序结构，例如：O-Co-O片的旋转，在充电状态时，进行老化也可以改变粒子的表面及相应的电子化学性能，过充时也会形成尖晶石相，例如充电到4.7V，会导致不可逆容量和极化增加，动力学过程减慢，位错数量的和内部位错数量和内部应力增加。

尖晶石氧化锰锂LiMn₂O₄正极材料，尖晶石结构在Li-Mn-O三元相图中主要位于LiMn₂O₄--Li₄Mn₅O₁₂-Li₂Mn₄O₉的连接三角形中，包括LiMn₂O₄、Li₂Mn₅O₉、Li₄Mn₅O₉和Li₄Mn₅O₁₂。由于后面几种尖晶石结构稳定，难合成，研究的比较少，同时能量密度不高吸引力不大。但是它可以掺杂阴离子、阳离子及改变掺杂离子的种类和数量而改变电池容量和循环性能，又因此比LiCoO2价廉，深受重视，只是作电池后循环寿命比LiCoO₂低。

本发明专利所研发的正极材料，不仅兼顾LiCoO₂和LiMn₂O₄的优点而且其热稳定性好，安全性能优越，循环性能突出优点，因此被认为理想的锂离电池的理想正极材料。

发明内容

本发明的目的是克服上述缺点和不足之处提供一种锂离子二次蓄电池及其制备工艺。

本发明的技术方案是：

一种锂离子二次蓄电池及其制造工艺：一种环境寿命优秀，阻抗减小，可逆容量增高，循环性能最佳的锂离子二次电池及其制备工艺技术，包括电池的正极片负极片、电解液、隔膜、极柱、上盖板、外壳，上述的正极片、负极片分别由正、负极集流体和涂覆于正、负极集流体上的活性物质组成。

一种锂离子二次蓄电池的制备工艺，包括以下步骤：

正极材料及正极片的制备

1、以MnO₂、Mn(NO₃)₂、MnCo₃、Al(NO₃)·9H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O、Ni(NO₃)₂·6H₂O、LiCo₃、LiOH、LiNo₃、CuO、TiO、SiO为原料配成：

Li(Ni_(0.31-M)Co_(0.35-M)Mn_(0.34-M)D_M)O₂材料，其中D代表Cu、Ti、Si，0.01≤M≤0.03。将原材料加入水中，混合均匀在70℃到80℃下不断搅拌。将饱和柠檬酸溶液加入，再与60℃到80℃恒温陈化烧结3.5h-6.5h。凝胶于135℃-155℃脱水，将脱水后的物料在410-650℃烧结6.5h-8.6h，再升温到850-1080℃恒温18-26h，在炉中降到25℃，备用料编号为B₁。

2、以Li(Co_0.33-xNi_0.39-yMn_o.28-xSi_2xCu_y)O₂配方，其中0.01≤y≤0.05，0.005≤x≤0.042，按配方中成分配好料，加入柠檬酸与乙醇的溶液中，发生部分中和反应，形成低聚物，进行缩聚反应，在650-810℃下合成，保温19-32h，冷却到25℃，备用料编号为B₂。