CN105406080A - 一种改性锂离子电池及其改性方法 - Google Patents
一种改性锂离子电池及其改性方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105406080A CN105406080A CN201510981170.7A CN201510981170A CN105406080A CN 105406080 A CN105406080 A CN 105406080A CN 201510981170 A CN201510981170 A CN 201510981170A CN 105406080 A CN105406080 A CN 105406080A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ion battery
- cro
- lithium
- modified lithium
- coating layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
- H01M10/0563—Liquid materials, e.g. for Li-SOCl2 cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
- H01M10/0566—Liquid materials
- H01M10/0567—Liquid materials characterised by the additives
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/4235—Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/362—Composites
- H01M4/366—Composites as layered products
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种改性锂离子电池及其改性方法,旨在提供一种具有良好的导电性,可以增大材料的电子电导,提高材料的倍率性能的改性锂离子电池及其改性方法;其技术方案是这样的:该改性锂离子电池是在常规电解液中添加Li2CrO4,Li2CrO4在正极材料表面通过自发反应形成一层Li2+xCrO4包覆层,在负极材料表面通过充电嵌锂后形成Li2+xCrO4包覆层;属于电池技术领域。
Description
技术领域
本发明提供一种锂离子电池,具体地说,是一种改性锂离子电池及其改性方法;属于离子电子技术领域。
背景技术
锂离子电池具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应等优点,已广泛应用于各领域,如便携式电子产品、电动汽车、储能电站等等。主流锂离子电池主要由正极材料,负极材料,电解液,隔膜四部分组成。其中正极材料作为锂离子的提供者,直接影响着成品电池的能量和寿命。目前,锂离子电池正极材料有钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料等,每种材料都有各自的缺点,如钴酸锂材料,其实际容量偏低,仅有理论容量的一半,过充时结构不稳定,安全性能差;磷酸铁锂循环稳定性虽然很好,但是其导电能力差,影响其倍率性能;三元材料低的离子电导和电子电导依旧制约着其快速充放电的性能。要想实现商品化,就必须克服材料上述缺点,所以必须对正极材料进行改性。目前最有效的方法就是对电极材料进行掺杂和包覆,即在材料制备过程中进行改性。
掺杂主要为离子掺杂,可在前驱体制备或烧结前掺杂,掺杂元素进入材料晶格内部。包覆即表面包覆,主要有碳包覆、金属氧化物包覆、氟化物包覆等等。包覆对设备和工艺要求比较严格,包覆后还需要特定处理才能稳定,并且包覆材料的均匀性并不能得到很好控制。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的是提供一种具有良好的导电性,可以增大材料的电子电导,提高材料的倍率性能的改性锂离子电池及其改性方法。
为解决上述技术问题,本发明提供的前一个技术方案是这样的:
一种改性锂离子电池,其特征在于,是在常规电解液中添加Li2CrO4,反应机理沉积后在正负极材料表面形成一层Li2+xCrO4包覆层。
进一步的,上述的一种改性锂离子电池,所述的Li2CrO4添加量为电解液质量的0.1%~2%。
进一步的,上述的一种改性锂离子电池,所述的正极材料为钴酸锂或者锰酸锂或三元材料或磷酸铁锂或NCA的其中之一。
进一步的,上述的一种改性锂离子电池,所述的负极材料为石墨。
本发明提供的后一个技术方案是这样的:
一种改性锂离子电池的改性方法是常规电解液中添加0.1wt%~2wt%Li2CrO4,反应机理沉积后在正负极材料表面形成一层Li2+xCrO4包覆层。
与现有技术相比,本发明提供的技术方案通过对材料进行改性,在正负极材料表面包覆材料Li2CrO4。在电极材料表面形成的Li2+xCrO4具有良好的导电性,可以增大材料的电子电导,提高材料的倍率性能。另Li2CrO4的亲水性有利于其在材料表面的沉积;可以明显降低材料循环过程的中内阻,提高锂离子电池的循环稳定性,改性后材料电导率的增加更有利于电池的快速充放电。
本发明所述的新型改性方法,其二是指包覆方式。本发明将包覆材料添加到电解液中,工艺简单,成本低廉。
在电解液中添加Li2CrO4,以不同的反应机理沉积在正负极材料表面,达到包覆效果。首先,电解液中的Li2CrO4会吸附在正负极材料表面,正极表面的Li2CrO4与正极材料形成微短路,生成Li2+xCrO4化合物;充电时,Li+会嵌入到负极表面的Li2CrO4中,形成Li2+xCrO4。在电解液中加入一定量Li2CrO4的全电池,在化成结束后,会在正负极材料表面形成一层稳定的Li2+xCrO4包覆层,Li2+xCrO4是一种稳定的富锂包覆层,具有良好的导电性,可以明显提高电池的电化学性能。
附图说明
图1是实施例1在LiCoO2/Li正极半电池中0.1C的首次充放电曲线图;
图2是实施例2在LiCoO2/Li正极半电池中倍率性能;
图3是实施例3在石墨/LiCoO2全电池中循环性能对比图。
具体实施方式
下面结合具体实施,对本发明的权利要求做进一步的详细说明,任何人在本发明权利要求范围内所做的有限次的修改,仍在本发明的权利要求保护范围之内。
实施例1
本发明提供的一种改性锂离子电池,是在常规电解液中添加电解液质量的0.1%Li2CrO4,反应机理沉积后在正负极材料表面以不同方式形成一层Li2+xCrO4包覆层。
实施例2
本发明提供的一种改性锂离子电池,是在常规电解液中添加电解液质量的2%Li2CrO4,反应机理沉积后在正负极材料表面以不同方式形成一层Li2+xCrO4包覆层。
实施例3
本发明提供的一种改性锂离子电池,是在常规电解液中添加电解液质量的1.5%Li2CrO4,反应机理沉积后在正负极材料表面以不同方式形成一层Li2+xCrO4包覆层。
需要说明的是,本发明未详细提及的工艺条件参数、方法均按照本领域常规技术手段进行,即在现有技术的电解液中添加Li2CrO4,其它工艺条件与现有技术均无区别。
Claims (5)
1.一种改性锂离子电池,其特征在于,是在常规电解液中添加Li2CrO4,反应机理沉积后在正负极材料表面形成一层Li2+xCrO4包覆层。
2.根据权利要求1所述的一种改性锂离子电池,其特征在于,所述的Li2CrO4添加量为电解液质量的0.1%~2%。
3.根据权利要求1所述的一种改性锂离子电池,其特征在于,所述的正极材料为钴酸锂或者锰酸锂或三元材料或磷酸铁锂或NCA的其中一种或多种混合。
4.根据权利要求1所述的一种改性锂离子电池,其特征在于,所述的负极材料为石墨。
5.权利要求1所述的一种改性锂离子电池的改性方法,其特征在于,常规电解液中添加0.1wt%~2wt%Li2CrO4,反应机理沉积后在正负极材料表面以不同方式形成一层Li2+xCrO4包覆层。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510981170.7A CN105406080A (zh) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | 一种改性锂离子电池及其改性方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510981170.7A CN105406080A (zh) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | 一种改性锂离子电池及其改性方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105406080A true CN105406080A (zh) | 2016-03-16 |
Family
ID=55471443
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510981170.7A Pending CN105406080A (zh) | 2015-12-22 | 2015-12-22 | 一种改性锂离子电池及其改性方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105406080A (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109037619A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-12-18 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种铬酸锂包覆单晶型镍钴锰三元正极材料及其制备方法 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1427602A (en) * | 1972-05-24 | 1976-03-10 | Varta Batterie | Primary cell |
CN101010827A (zh) * | 2004-12-07 | 2007-08-01 | 株式会社Lg化学 | 含氧阴离子的非水系电解液和使用该电解液的锂二次电池 |
CN101202361A (zh) * | 2007-04-24 | 2008-06-18 | 万向集团公司 | 一种锂离子电池 |
-
2015
- 2015-12-22 CN CN201510981170.7A patent/CN105406080A/zh active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1427602A (en) * | 1972-05-24 | 1976-03-10 | Varta Batterie | Primary cell |
CN101010827A (zh) * | 2004-12-07 | 2007-08-01 | 株式会社Lg化学 | 含氧阴离子的非水系电解液和使用该电解液的锂二次电池 |
CN101202361A (zh) * | 2007-04-24 | 2008-06-18 | 万向集团公司 | 一种锂离子电池 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109037619A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-12-18 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种铬酸锂包覆单晶型镍钴锰三元正极材料及其制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108461715B (zh) | 一种固态电池锂负极的制备方法 | |
US9728816B2 (en) | Lithium-rich electrode sheet of lithium-ion battery and preparation method thereof | |
CN110224182B (zh) | 一种锂离子电池预锂化的方法 | |
CN103746089A (zh) | 一种具有梯度结构的全固态锂电池及其制备方法 | |
CN109346767A (zh) | 一种固态聚合物电解质及其在锂金属电池中的应用 | |
CN109638350B (zh) | 一种对锂稳定的丁二腈基固态电解质、制备方法及其应用 | |
CN110707287A (zh) | 一种金属锂负极及其制备方法和锂电池 | |
CN101227015A (zh) | 高倍率及高安全性能的圆柱型锂离子电池 | |
CN111769288B (zh) | 一种锂离子电池正极材料原位补锂的方法 | |
CN207993958U (zh) | 一种石墨负极结构组合、锂电池电芯 | |
CN111082128B (zh) | 一种高功率全固态电池及其制备 | |
CN110444731B (zh) | 全固态锂电池负极界面修饰方法 | |
CN108539196A (zh) | 一种高性能硫基复合正极材料及其制备方法 | |
Luo et al. | In situ construction of efficient interface layer with lithiophilic nanoseeds toward dendrite‐free and low N/P ratio Li metal batteries | |
CN113421995B (zh) | 一种凝胶态电极及其制备方法 | |
CN103762334A (zh) | 锂离子二次电池及其正极 | |
CN112736245B (zh) | 一种锂离子电池负极材料及其制备方法和应用 | |
CN112670574A (zh) | 一种用于金属电池的电解液及金属电池 | |
CN104882631A (zh) | 一种提高锂离子电池极片均匀散热性能的方法 | |
Qin et al. | Ionic liquid-based electrolyte with dual-functional LiDFOB additive toward high-performance LiMn 2 O 4 batteries | |
CN105720265A (zh) | 一种碳纳米管聚合物锂离子电池及其制备方法 | |
CN113363427A (zh) | 一种硫化物全固态电池用锂合金负极的制备方法及其电池 | |
CN104979534A (zh) | 一种碘-硫/碳复合材料及其制备方法与应用 | |
CN108110254A (zh) | 磷酸铁及磷酸铁复合材料作为负极在锂离子电池中的应用 | |
CN108365167A (zh) | 一种石墨负极结构组合及其制备方法、锂电池电芯 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20160316 |