正极材料及其制备方法和应用、正极及电池与流程

文档序号:21078040发布日期:2020-06-12 16:14阅读:333来源:国知局
正极材料及其制备方法和应用、正极及电池与流程

本发明涉及电池技术领域,特别涉及正极材料及其制备方法和应用、正极及电池。



背景技术:

锂离子电池作为一种环境友好的锂二次电池,因其高比能量、高比功率、长循环寿命、高低温性能良好等特点,已经广泛应用于各种电子领域中如3c领域(电脑computer、通讯communication和消费性电子consumerelectronic一体化的信息家电产业)、ev(电动汽车)领域等。随着应用领域的不断扩展,对锂离子电池的能量密度、倍率性能和循环性能提出了更高的要求。目前三元正极材料体系提升能量密度的方法主要包括提高材料压实密度、采用高电压体系的正极材料。但是镍钴锰酸锂正极材料由于自身导电性差、结构不稳定等问题,在高电压下容易出现结构坍塌,易与电解液产生副反应,最终影响锂离子电池的倍率性能、循环性能等。



技术实现要素:

基于此,有必要提供一种能够提高电池在较高电压下的倍率性能和循环性能的正极材料及其制备方法。

一种正极材料,包括基体及包覆在所述基体表面的包覆层,所述基体为镍钴锰酸锂三元材料,所述包覆层为氟化铜。

本发明采用cuf2包覆的镍钴锰酸锂三元材料形成的正极材料,可制成正极,并进一步应用于锂离子电池等电池中。一方面电池中的sei膜(固体电解质界面膜)含有lif等含氟离子物质,正极材料中引入的cuf2中的氟离子能够抑制sei膜中过量氟化物形成,避免形成过厚的sei膜,进而促使形成稳定的sei膜;另一方面,cu2+具有特殊的外围电子排布,cu2+具有较大的离子半径,包覆后增加了正极材料的晶胞参数,增大正极材料的层间距,有利于离子的嵌入与脱出,使正极材料在充放电过程中阻抗降低,从而提高了正极材料的倍率性能和循环性能,特别是较高电压下的倍率性能和循环性能。

另外,cuf2包覆层有效地抑制了高电压下电解液分解、电解液对镍钴锰酸锂三元材料的腐蚀,减少了镍钴锰酸锂三元材料与电解液的副反应,减少了过渡金属的溶出,有利于维持镍钴锰酸锂三元材料的结构稳定性,cuf2包覆层还降低了正极与电解液接触的界面阻抗,减小了部分锂离子的扩散阻力,提高了锂离子的扩散速度,从而提高了较高电压下正极材料的倍率性能和循环性能等电化学性能。

在其中一些实施例中,在所述正极材料中,所述氟化铜的质量含量为0.1%~1%。

在其中一些实施例中,所述镍钴锰酸锂三元材料选自li(ni5co2mn3)o2、li(ni6co2mn2)o2及li(ni8co1mn1)o2中的至少一种。

在其中一些实施例中,所述镍钴锰酸锂三元材料为单晶颗粒,粒径为6μm~8μm。

一种正极材料的制备方法,包括如下步骤:

将氟化铜、粘接剂与水混合,得到氟化铜胶溶液;

将镍钴锰酸锂三元材料与所述氟化铜胶溶液混合后,煅烧,得到正极材料。

在其中一些实施例中,所述煅烧的条件为:于800℃~1000℃煅烧4h~5h。

在其中一些实施例中,所述镍钴锰酸锂三元材料与所述氟化铜胶溶液的加入量,以使控制所述正极材料中所述氟化铜的质量含量为0.1%~1%为准。

基于此,还提供了上述任一项的正极材料在制备正极或电池中的应用。

基于此,还提供了一种正极,包括集流体及设于所述集流体上的活性材料层,所述活性材料层含有上述任一项的正极材料。

基于此,还提供了一种电池,含有上述的正极。

附图说明

图1为对比例1与实施例1~2所制备电池在25℃环境下进行1c/1c充放电循环测试图。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将对本发明进行更全面的描述,并给出了本发明的较佳实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明涉及一种正极材料,包括基体及包覆在基体表面的包覆层,基体为镍钴锰酸锂三元材料,包覆层为氟化铜。

在其中一些实施例中,在正极材料中,氟化铜的质量含量为0.1%~1%。进一步地,在正极材料中,氟化铜的质量含量优选0.5%~0.6%。

在其中一些实施例中,镍钴锰酸锂三元材料选自li(ni5co2mn3)o2、li(ni6co2mn2)o2及li(ni8co1mn1)o2中的至少一种。

在其中一些实施例中,镍钴锰酸锂三元材料为单晶颗粒,粒径为6μm~8μm。

本发明还提供了上述任意一种正极材料的制备方法,包括如下步骤s1~s2。

步骤s1:将氟化铜、粘接剂与水混合,得到氟化铜胶溶液。

在其中一些实施例中,在氟化铜胶溶液中,氟化铜的浓度为10wt%,粘接剂的浓度为1wt%。在一具体示例中,氟化铜、粘接剂与水的质量比为10:1:89。

在其中一个实施例中,粘接剂可选自cmc(羧甲基纤维素)。

在其中一些实施例中,镍钴锰酸锂三元材料与氟化铜胶溶液的加入量,以使控制正极材料中氟化铜的质量含量为0.1%~1%为准。优选地,镍钴锰酸锂三元材料与氟化铜胶溶液的加入量,以使控制正极材料中氟化铜的质量含量为0.5%~0.6%为准。

进一步地,步骤s1中混合的步骤可采用超声波磁力搅拌混合;进一步地,混合的时间可为3h。

在其中一些实施例中,氟化铜可通过如下方法制得:将氢氧化铜与hf溶液混合,加热反应,固液分离得到固体,得氟化铜。在一具体示例中,加热反应的温度为100℃,反应时间为2h。在一具体示例中,可采用离心过滤等固液分离方式。

步骤s2:将镍钴锰酸锂三元材料与氟化铜胶溶液混合后,煅烧,得到正极材料。

在其中一些实施例中,镍钴锰酸锂三元材料选自li(ni5co2mn3)o2、li(ni6co2mn2)o2及li(ni8co1mn1)o2中的至少一种。进一步地,镍钴锰酸锂三元材料为单晶颗粒,粒径为6μm~8μm。

在其中一些实施例中,在正极材料中,氟化铜的质量含量为0.1%~1%。进一步地,在正极材料中,氟化铜的质量含量优选0.5%~0.6%。

其中,煅烧步骤可将氟化铜胶溶液中的水和粘接剂去除。在其中一些实施例中,煅烧的条件为:于800℃~1000℃煅烧4h~5h。在一具体示例中,煅烧的条件为:于900℃煅烧4h~5h。

本发明进一步提供了上述任一项的正极材料在制备正极或电池中的应用。

一种正极,包括集流体及设于集流体上的活性材料层,活性材料层含有如上述任一项的正极材料。

在其中一些实施例中,上述正极中的活性材料层可仅含有如上述任一项的正极材料;在另一些实施例中,上述正极中的活性材料层除了含有如上述任一项的正极材料,还可含有其他的正极材料。

可理解,活性材料层中除了含有正极材料,还可含有导电剂和粘接剂等等。在一些实施例中,导电剂可为乙炔黑等等;在一些实施例中,粘接剂可为pvdf(pvdf)。

一种电池,含有上述正极。可理解,在其中一些实施例中,该电池还可含有负极、隔膜及电解液。

在其中一些实施例中,该电池为锂离子电池。

本发明采用cuf2包覆镍钴锰酸锂三元材料形成的正极材料,可制成正极,并进一步应用于锂离子电池等电池中。一方面电池中的sei膜(固体电解质界面膜)含有lif等含氟离子物质,正极材料中引入的cuf2中的氟离子能够抑制sei膜中过量氟化物形成,避免形成过厚的sei膜,进而促使形成稳定的sei膜;另一方面,cu2+具有特殊的外围电子排布,cu2+具有较大的离子半径,包覆后增加了正极材料的晶胞参数,增大正极材料的层间距,有利于离子的嵌入与脱出,使正极材料在充放电过程中阻抗降低,从而提高了正极材料的倍率性能和循环性能,特别是较高电压下的倍率性能和循环性能。

另外,cuf2包覆层有效地抑制了高电压下电解液分解、电解液对镍钴锰酸锂三元材料的腐蚀,减少了镍钴锰酸锂三元材料与电解液的副反应,减少了过渡金属的溶出,有利于维持镍钴锰酸锂三元材料的结构稳定性,cuf2包覆层还降低了正极与电解液接触的界面阻抗,减小了部分锂离子的扩散阻力,提高了锂离子的扩散速度,从而提高了较高电压下正极材料的倍率性能和循环性能等电化学性能。

进一步地,性能表征表明,本发明采用cuf2包覆镍钴锰酸锂三元材料形成的正极材料,相比于同质量浓度的cuo或alf3包覆的镍钴锰酸锂三元材料形成的正极材料,在较高电压下的倍率性能和循环性能均具有较大的优势。

以下为具体实施例。为使本发明实施的目的、技术方案更加明确,下面将对发明的具体实施例进行详细描述,具体实施例用于解释本发明,并不会限制本发明。

对比例1

本对比例制备了一种含未包覆的li(ni6co2mn2)o2正极材料的电池,具体包括如下步骤:

s1、称取97份6μm单晶大颗粒li(ni6co2mn2)o2,1.5份乙炔黑,1.5份pvdf;

s2、按pvdf胶液固含量6.5wt%的比例称取溶剂nmp(n-甲基吡咯烷酮),搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,4h得到均匀透明的胶液;然后加入导电剂乙炔黑按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行1.5h;再加入正极材料li(ni6co2mn2)o2,按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行3h得到正极浆料。

s3、将正极浆料均匀涂覆在正极集流体(具体为铝箔,其他对比例和实施例均相同)表面,经烘烤得到面密度为400g/m2的正极极片。

s4、将正极极片经过辊压、模切、叠片等,与负极极片、隔膜和电解液组装成锂离子电池。其中,负极极片为石墨材料,隔膜为聚丙烯材料,电解液为溶质含六氟磷酸锂材料;其他对比例和实施例均相同。

实施例1

本实施例涉及0.1wt%cuf2包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法及其电池,具体步骤如下:

1、cuf2包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

1)cuf2胶溶液制备:

a、称取一定量cu(oh)2粉末和浓度为10wt%的hf溶液混合,在100℃条件下反应,搅拌2h使溶液混合均匀,离心过滤得到cuf2粉末;

b、将步骤a中得到的cuf2、cmc(作为分散剂和粘接剂)、去离子水按照10:1:89质量比混合,超声波磁力搅拌3h,得到包覆物浓度为10wt%的cuf2胶溶液。

2)包覆:

c、将6μm单晶大颗粒li(ni6co2mn2)o2与上述10wt%的cuf2胶溶液按照质量比99.9:1混合,搅拌2h得到混合均匀的溶液;

d、步骤c得到的混合均匀的溶液在管式炉中900℃煅烧5h,得到0.1wt%包覆量cuf2包覆的li(ni6co2mn2)o2。

2、含0.1wt%cuf2包覆的镍钴锰酸锂正极材料电池的制备过程

s1、称取97份步骤1制得的cuf2包覆的li(ni6co2mn2)o2,1.5份乙炔黑,1.5份pvdf;

s2、按pvdf胶液固含量6.5wt%的比例称取溶剂nmp,搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,4h得到均匀透明的胶液;然后加入导电剂乙炔黑按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行1.5h;再加入cuf2包覆的li(ni6co2mn2)o2,按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行3h得到正极浆料。

s3、将正极浆料均匀涂覆在正极集流体表面,经烘烤得到面密度为400g/m2的正极极片。

s4、将极片经过辊压、模切、叠片等,与负极极片、隔膜和电解液组装成锂离子电池。

对比例2

对比例2与实施例1基本相同,不同之处在于,将实施例1的步骤b中的cuf2替换成等质量的cuo。本实施例涉及0.1wt%cuo包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法及其电池,具体步骤如下:

1、cuo包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

1)cuo胶溶液制备:

a、将cuo、cmc(作为分散剂和粘接剂)、去离子水按照10:1:89的质量比混合,超声波磁力搅拌3h,得到包覆物浓度为10wt%的cuo胶溶液。

2)包覆:

b、将6μm单晶大颗粒li(ni6co2mn2)o2与上述10wt%的cuo胶溶液按照质量比99.9:1混合,搅拌2h得到混合均匀的溶液;

c、步骤b得到的混合均匀的溶液在管式炉中900℃煅烧5h,得到0.1wt%包覆量cuo包覆的li(ni6co2mn2)o2。

2、含0.1wt%cuo包覆的镍钴锰酸锂正极材料电池的制备过程

s1、称取97份步骤1制得的cuo包覆的li(ni6co2mn2)o2,1.5份乙炔黑,1.5份pvdf;

s2、按pvdf胶液固含量6.5wt%的比例称取溶剂nmp,搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,4h得到均匀透明的胶液;然后加入导电剂乙炔黑按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行1.5h;再加入cuo包覆的li(ni6co2mn2)o2,按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行3h得到正极浆料。

s3、将正极浆料均匀涂覆在正极集流体表面,经烘烤得到面密度为400g/m2的正极极片。

s4、将极片经过辊压、模切、叠片等,与负极极片、隔膜和电解液组装成锂离子电池。

对比例3

对比例3与实施例1基本相同,不同之处在于,将实施例1的步骤b中的cuf2替换成等质量的alf3。本实施例涉及0.1wt%alf3包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法及其电池,具体步骤如下:

1、alf3包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

1)alf3胶溶液制备:

a、将alf3、cmc(作为分散剂和粘接剂)、去离子水按照10:1:89的质量比混合,超声波磁力搅拌3h,得到包覆物浓度为10wt%的alf3胶溶液。

2)包覆:

b、将6μm单晶大颗粒li(ni6co2mn2)o2与上述浓度为10wt%的alf3胶溶液按照质量比99.9:1混合,搅拌2h得到混合均匀的溶液;

c、步骤b得到的混合均匀的溶液在管式炉中900℃煅烧5h,得到0.1wt%包覆量alf3包覆的li(ni6co2mn2)o2。

2、含0.1wt%alf3包覆的镍钴锰酸锂正极材料电池的制备过程

s1、称取97份步骤1制得的alf3包覆的li(ni6co2mn2)o2,1.5份乙炔黑,1.5份pvdf;

s2、按pvdf胶液固含量6.5wt%的比例称取溶剂nmp,搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,4h得到均匀透明的胶液;然后加入导电剂乙炔黑按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行1.5h;再加入alf3包覆的li(ni6co2mn2)o2,按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行3h得到正极浆料。

s3、将正极浆料均匀涂覆在正极集流体表面,经烘烤得到面密度为400g/m2的正极极片。

s4、将极片经过辊压、模切、叠片等,与负极极片、隔膜和电解液组装成锂离子电池。

实施例2

本实施例涉及0.5wt%的cuf2包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法及其电池,具体包括如下:

1、cuf2包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

1)cuf2胶溶液制备:

a、称取一定量cu(oh)2粉末和浓度为10wt%的hf溶液混合,在100℃条件下反应,搅拌2h使溶液混合均匀,离心过滤得到cuf2粉末;

b、将步骤a中得到的cuf2、cmc(作为分散剂和粘接剂)、去离子水按照10:1:89质量比混合,超声波磁力搅拌3h,得到包覆物浓度为10wt%的cuf2胶溶液。

2)包覆:

c、将6μm单晶大颗粒li(ni6co2mn2)o2与上述浓度为10wt%的cuf2胶溶液按照质量比99.5:5混合,搅拌2h得到混合均匀的溶液;

d、步骤c得到的混合均匀的溶液在管式炉中900℃煅烧5h,得到0.5wt%包覆量cuf2包覆的li(ni6co2mn2)o2。

2、含0.5wt%cuf2包覆的镍钴锰酸锂正极材料电池的制备过程

s1、称取97份步骤1制得的cuf2包覆的li(ni6co2mn2)o2,1.5份乙炔黑,1.5份pvdf;

s2、按pvdf胶液固含量6.5wt%的比例称取溶剂nmp,搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,4h得到均匀透明的胶液;然后加入导电剂乙炔黑按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行1.5h;再加入cuf2包覆的li(ni6co2mn2)o2,按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行3h得到正极浆料。

s3、将正极浆料均匀涂覆在正极集流体表面,经烘烤得到面密度为400g/m2的正极极片。

s4、将极片经过辊压、模切、叠片等,与负极极片、隔膜和电解液组装成锂离子电池。

对比例4

对比例4与实施例2基本相同,不同之处在于,将实施例1的步骤b中的cuf2替换成等质量的cuo。本实施例涉及0.5wt%cuo包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法及其电池,具体步骤如下:

1、cuo包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

1)cuo胶溶液制备:

a、将cuo、cmc(作为分散剂和粘接剂)、去离子水按照10:1:89的质量比混合,超声波磁力搅拌3h,得到包覆物浓度为10wt%的cuo胶溶液。

2)包覆:

b、将6μm单晶大颗粒li(ni6co2mn2)o2与上述浓度为10wt%的cuo胶溶液按照质量比99.5:5混合,搅拌2h得到混合均匀的溶液;

c、步骤b得到的混合均匀的溶液在管式炉中900℃煅烧5h,得到0.5wt%包覆量cuo包覆的li(ni6co2mn2)o2。

2、含0.5wt%cuo包覆的镍钴锰酸锂正极材料电池的制备过程

s1、称取97份步骤1制得的cuo包覆的li(ni6co2mn2)o2,1.5份乙炔黑,1.5份pvdf;

s2、按pvdf胶液固含量6.5wt%的比例称取溶剂nmp,搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,4h得到均匀透明的胶液;然后加入导电剂乙炔黑按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行1.5h;再加入cuo包覆的li(ni6co2mn2)o2,按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行3h得到正极浆料。

s3、将正极浆料均匀涂覆在正极集流体表面,经烘烤得到面密度为400g/m2的正极极片。

s4、将极片经过辊压、模切、叠片等,与负极极片、隔膜和电解液组装成锂离子电池。

对比例5

对比例5与实施例1基本相同,不同之处在于,将实施例2的步骤b中的cuf2替换成等质量的alf3。本实施例涉及0.5wt%alf3包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法及其电池,具体步骤如下:

1、alf3包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

1)alf3胶溶液制备:

a、将alf3、cmc(作为分散剂和粘接剂)、去离子水按照10:1:89的质量比混合,超声波磁力搅拌3h,得到包覆物浓度为10wt%的alf3胶溶液。

2)包覆:

b、将6μm单晶大颗粒li(ni6co2mn2)o2与上述浓度为10wt%的alf3胶溶液按照质量比99.5:5混合,搅拌2h得到混合均匀的溶液;

c、步骤b得到的混合均匀的溶液在管式炉中900℃煅烧5h,得到0.5wt%包覆量alf3包覆的li(ni6co2mn2)o2。

2、含0.5wt%alf3包覆的镍钴锰酸锂正极材料电池的制备过程

s1、称取97份步骤1制得的alf3包覆的li(ni6co2mn2)o2,1.5份乙炔黑,1.5份pvdf;

s2、按pvdf胶液固含量6.5wt%的比例称取溶剂nmp,搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,4h得到均匀透明的胶液;然后加入导电剂乙炔黑按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行1.5h;再加入alf3包覆的li(ni6co2mn2)o2,按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行3h得到正极浆料。

s3、将正极浆料均匀涂覆在正极集流体表面,经烘烤得到面密度为400g/m2的正极极片。

s4、将极片经过辊压、模切、叠片等,与负极极片、隔膜和电解液组装成锂离子电池。

实施例3

本实施例涉及0.6wt%的cuf2包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法及其电池,具体包括如下:

1、cuf2包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

1)cuf2胶溶液制备:

a、称取一定量cu(oh)2粉末和浓度为10wt%的hf溶液混合,在100℃条件下反应,搅拌2h使溶液混合均匀,离心过滤得到cuf2粉末;

b、将步骤a中得到的cuf2、cmc(作为分散剂和粘接剂)、去离子水按照10:1:89质量比混合,超声波磁力搅拌3h,得到包覆物浓度为10wt%的cuf2胶溶液。

2)包覆:

c、将6μm单晶大颗粒li(ni6co2mn2)o2与上述浓度为10wt%的cuf2胶溶液按照质量比99.4:6混合,搅拌2h得到混合均匀的溶液;

d、步骤c得到的混合均匀的溶液在管式炉中900℃煅烧5h,得到0.6wt%包覆量cuf2包覆的li(ni6co2mn2)o2。

2、含0.6wt%cuf2包覆的镍钴锰酸锂正极材料电池的制备过程

s1、称取97份步骤1制得的cuf2包覆的li(ni6co2mn2)o2,1.5份乙炔黑,1.5份pvdf;

s2、按pvdf胶液固含量6.5wt%的比例称取溶剂nmp,搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,4h得到均匀透明的胶液;然后加入导电剂乙炔黑按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行1.5h;再加入cuf2包覆的li(ni6co2mn2)o2,按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行3h得到正极浆料。

s3、将正极浆料均匀涂覆在正极集流体表面,经烘烤得到面密度为400g/m2的正极极片。

s4、将极片经过辊压、模切、叠片等,与负极极片、隔膜和电解液组装成锂离子电池。

实施例4

本实施例涉及1wt%的cuf2包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法及其电池,具体包括如下:

1、cuf2包覆的镍钴锰酸锂正极材料的制备方法

1)cuf2胶溶液制备:

a、称取一定量cu(oh)2粉末和浓度为10wt%的hf溶液混合,在100℃条件下反应,搅拌2h使溶液混合均匀,离心过滤得到cuf2粉末;

b、将步骤a中得到的cuf2、cmc(作为分散剂和粘接剂)、去离子水按照10:1:89质量比混合,超声波磁力搅拌3h,得到包覆物浓度为10wt%的cuf2胶溶液。

2)包覆:

c、将6μm单晶大颗粒li(ni6co2mn2)o2与上述浓度为10wt%的cuf2胶溶液按照质量比99:10混合,搅拌2h得到混合均匀的溶液;

d、步骤c得到的混合均匀的溶液在管式炉中900℃煅烧5h,得到1wt%包覆量cuf2包覆的li(ni6co2mn2)o2。

2、含1wt%cuf2包覆的镍钴锰酸锂正极材料电池的制备过程

s1、称取97份步骤1制得的cuf2包覆的li(ni6co2mn2)o2,1.5份乙炔黑,1.5份pvdf;

s2、按pvdf胶液固含量6.5wt%的比例称取溶剂nmp,搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,4h得到均匀透明的胶液;然后加入导电剂乙炔黑按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行1.5h;再加入cuf2包覆的li(ni6co2mn2)o2,按照搅拌速度30转/分、分散速度25转/分,运行3h得到正极浆料。

s3、将正极浆料均匀涂覆在正极集流体表面,经烘烤得到面密度为400g/m2的正极极片。

s4、将极片经过辊压、模切、叠片等,与负极极片、隔膜和电解液组装成锂离子电池。

将实施例1~实施例4和对比例1~5所制备电池在25℃环境下进行1c/1c充放电循环测试,记录循环500次后电池的容量保持率如图1所示,并在充放电电压区间3.0~4.4v,对电池进行倍率性能、内阻测试,记录结果如表1所示。其中,包覆量是指在正极材料中氟化铜的质量含量。

需要说明的是,针对镍钴锰酸锂三元材料,一般地充放电电压区间为3.0~4.2v,即最高一般为4.2v。而在本发明中采用cuf2包覆镍钴锰酸锂三元材料形成的正极材料制成的电池的充放电电压区间3.0~4.4v,故而为较高电压。

从中可知,本发明采用cuf2包覆镍钴锰酸锂三元材料形成的正极材料,相比于同质量浓度的cuo或alf3包覆的镍钴锰酸锂三元材料形成的正极材料,在较高电压(3.0~4.2v)下的倍率性能和循环性能均具有较大的优势。

表1

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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