CN115939669B - 一种高稳定锰酸锂电池及其制备方法 - Google Patents
一种高稳定锰酸锂电池及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115939669B CN115939669B CN202211694304.3A CN202211694304A CN115939669B CN 115939669 B CN115939669 B CN 115939669B CN 202211694304 A CN202211694304 A CN 202211694304A CN 115939669 B CN115939669 B CN 115939669B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- coating
- boron nitride
- lithium manganate
- graphene
- battery
- 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.)
- Active
Links
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 42
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 118
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 118
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 48
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 42
- 239000006255 coating slurry Substances 0.000 claims description 42
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 claims description 39
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 38
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims description 38
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 229910001512 metal fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 27
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 24
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 20
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 16
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 16
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 16
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 6
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 5
- 239000002064 nanoplatelet Substances 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 claims description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 2
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002391 graphite-based active material Substances 0.000 claims description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 abstract description 5
- 238000013508 migration Methods 0.000 abstract description 4
- 230000005012 migration Effects 0.000 abstract description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 abstract description 3
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 19
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 3
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 239000010405 anode material Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 2
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017119 AlPO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000003446 memory effect Effects 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明涉及锂电池领域，公开了一种高稳定锰酸锂电池,包括外壳、正极片、隔膜、负极片和电解液，所述隔膜包括基膜，所述基膜上设有涂层，所述涂层的材料包括：氮化硼纳米片、石墨烯、金属氧化物和金属氟化物，本发明相对于传统的无机材料涂覆的隔膜，具有协同作用的优点，可抑制锰溶解和迁移，同时具有良好的化学稳定性和导热性，保证锰酸锂离子电池可以长时间工作。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种高稳定锰酸锂电池的制备方法。
背景技术
锂离子电池具有能量密度高、电化学性能优异和无记忆效应等优点，但其所用正极材料，如钴酸锂和三元材料，存在安全性较差、价格昂贵、资源短缺等问题；而二氧化锰资源丰富，在我国储量巨大，锰酸锂作为锂离子电池正极材料，能够有效降低电极材料的成本，提高安全性，但锰酸锂材料的循环性能不够理想，特别是在高温下循环使用容量衰减较快。
人们通过各种办法，如颗粒形貌的改性，晶面取向控制，离子掺杂改性(阳离子掺杂主要是取代锰酸锂中的锰，通常掺杂一些金属元素如Al、Co、Mg、Ni、Cu等；阴离子掺杂主要是取代锰酸锂中的氧，通常掺杂一些非金属元素如F、S、Cl等)，表面包覆改性技术(用ZrO2、TiO2、AlPO4、AlF3等作为包覆层来抑制活性物质与电解液之间的副反应，进一步提高材料结构稳定性)，改善锰酸锂的循环稳定性。复合掺杂是近年来改善锰酸锂正极材料的一个研究热点。复合掺杂能够弥补单一元素掺杂的缺陷，通过两个或两个以上离子的协同作用来增强锰酸锂的循环性能。
但传统方法不仅引入复杂的工艺过程，而且带来成本过高的问题，因此亟需开发一种工艺简单、低成本、环境友好并有望实现大规模应用的锰酸锂电池改性技术。
发明内容
本发明为克服传统方法工艺复杂、成本高等不足，旨在提供一种循环稳定性可靠、生产成本低的锰酸锂电池，可广泛应用于锰酸锂电池，为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高稳定锰酸锂电池,包括外壳、正极片、隔膜、负极片和电解液，其中，正极片是将锰酸锂活性材料、导电剂和粘结剂组成的混合物再均匀涂布在金属铝箔两面而制成；隔膜包括基膜，所述基膜上设有涂层，所述涂层设置在所述基膜的单侧或双侧，所述涂层的材料包括：氮化硼纳米片、石墨烯、金属氧化物和金属氟化物，具体的，所述氮化硼纳米片为少层氮化硼纳米片(小于20层)，所述石墨烯为少层石墨烯(小于10层)，所述金属氟化物和金属氧化物的粒径为10-50纳米；负极片是将人造石墨活性材料、导电剂和粘结剂组成的混合物再均匀涂布在金属铜箔两面而制成；
进一步的，所述涂层包括：氮化硼纳米片涂层、石墨烯涂层、金属氧化物涂层和金属氟化物涂层；按靠近基膜至远离基膜的顺序依次为氮化硼纳米片涂层、石墨烯涂层、金属氧化物涂层、金属氟化物涂层；或者按靠近基膜至远离基膜的顺序依次为氮化硼纳米片涂层、石墨烯涂层、金属氟化物涂层、金属氧化物涂层。
该高稳定锰酸锂电池的制备方法，包括以下步骤：
步骤(1)为涂覆浆料制备：
将氮化硼粉料与有机溶剂混合并进行超声剥离制得二维材料粉体A，超声时间12-24小时，再加入分散剂和粘结剂，混合配制成氮化硼纳米片涂覆浆料；
将商业石墨与有机溶剂混合并进行超声剥离制得二维材料粉体B；超声时间12-24小时，再加入分散剂和粘结剂，混合配制成石墨烯涂覆浆料；
在商业金属氧化物粉末中加入分散剂和粘结剂，混合配制成金属氧化物涂覆浆料；
在商业金属氟化物粉末中加入分散剂和粘结剂，混合配制成金属氟化物涂覆浆料；
步骤(2)为涂覆：
A.将商业化基膜送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的氮化硼纳米片涂覆浆料进行首层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷，得到涂覆有氮化硼纳米片的电池隔膜A；
B.将电池隔膜A送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的石墨烯涂覆浆料进行第二层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷，得到涂覆有氮化硼纳米片、石墨烯的电池隔膜B；
C.将电池隔膜B送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的金属氧化物涂覆浆料进行第三层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷,得到涂覆有氮化硼纳米片、石墨烯、金属氧化物的电池隔膜C；
D.将电池隔膜C送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的金属氟化物涂覆浆料进行第四层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷，得到涂覆有氮化硼纳米片、石墨烯、金属氧化物、金属氟化物涂覆的电池隔膜成品。
而在区别于上述制备方法的另一种制备方法中，可以先涂覆金属氟化物涂覆浆料再涂覆金属氧化物涂覆浆料，即在所述步骤C中，使用金属氟化物涂覆浆料替换金属氧化物涂覆浆料进行第三层涂覆，而在所述步骤D中，则使用金属氧化物涂覆浆料替换金属氟化物涂覆浆料进行第四层涂覆。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明相对于传统的无机材料涂覆的隔膜，具有协同作用的优点，可抑制锰溶解和迁移，同时具有良好的化学稳定性和导热性，保证锰酸锂离子电池可以长时间工作；具体的说，金属氟化物和金属氧化物可有效抑制活性物质与电解液之间的副反应，降低锰溶解，减缓锰迁移；氮化硼纳米片具有与石墨烯类似的二维纳米结构，具有很好的机械性能、化学稳定性、导热性和优良的吸附性；石墨烯具有高比面、优良的导热性、大的吸附能力和高导电性，可与氮化硼纳米片形成交错的异质结结构，利于锂离子的传导，实现热能快速扩散，减少电化学反应传荷阻抗，阻止锰离子迁移，实现锰酸锂电池的高稳定性。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
一种高稳定锰酸锂电池,包括外壳、正极片、隔膜、负极片和电解液；其中：
正极片是将正极活性材料、导电剂和粘结剂组成的混合物再均匀涂布在0.012mm的金属铝箔两面而制成，面密度0.36mg/mm2；
具体的，正极活性材料采用掺杂型锰酸锂，振实密度(g/cm3)≥1.6，比表面积(m2/g)≤0.8，水分(％)≤0.05，压实密度(g/cm3)≥3.0，粒度(μm)：D10＝2.8-5.0，D50＝8.0-15.0，D90＝25.0-35.0，导电剂为CNT复合GR，粘结剂为PVDF；正极涂布混合物中正极活性材料、导电剂和粘结剂的加入量分别为93.8wt％、1.5wt％、4.2wt％。
负极片是将负极活性材料、导电剂和粘结剂组成的混合物均匀涂布在0.006mm的金属铜箔两面而制成，面密度0.151mg/mm2；
具体的，负极活性材料为石墨，导电剂为CNT，粘结剂为水性粘结剂；负极涂布混合物中负极活性材料、导电剂和粘结剂的加入量分别为92.2wt％、2.5wt％、5.3wt％。
隔膜包括基膜(PE基膜)，所述基膜上设有涂层，其中，基膜为厚度5-20μm、孔隙率30-55％的聚乙烯膜或聚丙烯膜，涂层的材料包括：纳米级的金属氧化物、金属氟化物、氮化硼纳米片、石墨烯，涂层包括：氮化硼纳米片涂层、石墨烯涂层、金属氧化物涂层和金属氟化物涂层，涂层的总厚度小于2μm，具体的厚度在1-2μm，其中氮化硼纳米片涂层的厚度小于0.5μm；
电解液为商业LiPF6基电解液。
正极片和负极片的制备方法相对简单，本领域技术人员可根据上文记载实现，而隔膜的制备方法相对复杂，其制备方法如下：
步骤(1)：涂覆浆料制备：
将氮化硼粉料与有机溶剂混合并进行超声剥离制得二维材料粉体A，超声时间12-24小时，再加入分散剂和粘结剂，混合配制成氮化硼纳米片涂覆浆料；
将商业石墨与有机溶剂混合并进行超声剥离制得二维材料粉体B；超声时间12-24小时，再加入分散剂和粘结剂，混合配制成石墨烯涂覆浆料；
在商业金属氧化物粉末中加入分散剂和粘结剂，混合配制成金属氧化物涂覆浆料；
在商业金属氟化物粉末中加入分散剂和粘结剂，混合配制成金属氟化物涂覆浆料；
步骤(2)为涂覆：
A.将商业化基膜送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的氮化硼纳米片涂覆浆料进行首层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷，得到涂覆有氮化硼纳米片的电池隔膜A；
B.将电池隔膜A送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的石墨烯涂覆浆料进行第二层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷，得到涂覆有氮化硼纳米片、石墨烯的电池隔膜B；
C.将电池隔膜B送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的金属氧化物涂覆浆料进行第三层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷,得到涂覆有氮化硼纳米片、石墨烯、金属氧化物的电池隔膜C；
D.将电池隔膜C送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的金属氟化物涂覆浆料进行第四层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷，得到涂覆有氮化硼纳米片、石墨烯、金属氧化物、金属氟化物涂覆的电池隔膜成品。
表1为实施例1制备的锰酸锂电池长循环电池容量数据：
| 循环次数 | 500 | 放电衰减 | 1000 | 放电衰减 | 3000 | 放电衰减 |
| 均值 | 1344.44 | 93.0％ | 1316.93 | 91.1％ | 1293.71 | 89.5％ |
| 放电容量 | 1342.64 | 93.9％ | 1316.64 | 92.1％ | 1281.73 | 89.6％ |
| 放电容量 | 1343.31 | 93.4％ | 1315.62 | 91.5％ | 1294.96 | 90.1％ |
| 放电容量 | 1347.01 | 93.3％ | 1319.33 | 91.4％ | 1293.06 | 89.6％ |
| 放电容量 | 1344.81 | 91.5％ | 1316.11 | 89.5％ | 1305.07 | 88.8％ |
表1
表2为实施例1制备的锰酸锂电池存储7天后剩余容量和恢复容量：
倍率性能：1C平均容量1480.6mAh，3A放电容量均值为1464.4mAh，3A/1C放电均值为98.9％，5A放电容量均值为1441.3mAh，5A/1C倍率均值为97.3％。
值及容量衰减数据：第1D电压为4.2V，第7D电压为4.181V，压降为0.0027mV/D,常温存储7D后，剩余容量为98.7％，恢复容量为99.4％。
60摄氏度高温存储：60℃高温存储7D后，第7天电芯两端均有轻微胀气现象,冷却后胀气消失，有表2可知，该锰酸锂电池的电芯热稳定好。
表2
实施例二
一种高稳定锰酸锂电池,包括外壳、正极片、隔膜、负极片和电解液；其中：正极片、负极片、电解液同实施例一的正极片、负极片和电解液相同；
隔膜包括基膜(PE基膜)，所述基膜上设有涂层，其中，基膜为厚度5-20μm、孔隙率30-55％的聚乙烯膜或聚丙烯膜，涂层的材料包括：纳米级的金属氧化物、金属氟化物、氮化硼纳米片、石墨烯，涂层包括：氮化硼纳米片涂层、石墨烯涂层、金属氧化物涂层和金属氟化物涂层，涂层的总厚度小于2μm，具体的厚度在1-2μm，其中氮化硼纳米片涂层的厚度小于0.5μm；
隔膜的制备方法如下：
步骤(1)：涂覆浆料制备：
将氮化硼粉料与有机溶剂混合并进行超声剥离制得二维材料粉体A，超声时间12-24小时，再加入分散剂和粘结剂，混合配制成氮化硼纳米片涂覆浆料；
将商业石墨与有机溶剂混合并进行超声剥离制得二维材料粉体B；超声时间12-24小时，再加入分散剂和粘结剂，混合配制成石墨烯涂覆浆料；
在商业金属氧化物粉末中加入分散剂和粘结剂，混合配制成金属氧化物涂覆浆料；
在商业金属氟化物粉末中加入分散剂和粘结剂，混合配制成金属氟化物涂覆浆料；
步骤(2)为涂覆：
A.将商业化基膜送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的氮化硼纳米片涂覆浆料进行首层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷，得到涂覆有氮化硼纳米片的电池隔膜A；
B.将电池隔膜A送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的石墨烯涂覆浆料进行第二层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷，得到涂覆有氮化硼纳米片、石墨烯的电池隔膜B；
C.将电池隔膜B送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的金属氟化物涂覆浆料进行第三层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷,得到涂覆有氮化硼纳米片、石墨烯、金属氟化物的电池隔膜C；
D.将电池隔膜C送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的金属氧化物涂覆浆料进行第四层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷，得到涂覆有氮化硼纳米片、石墨烯、金属氟化物、金属氧化物涂覆的电池隔膜成品。
采用实施例二制备的高稳定锰酸锂电池的性能与实施例一所制备的高稳定锰酸锂电池的性能接近。
需要说明的是，在本发明中，具体在制备隔膜的过程中，先在基膜上涂覆氮化硼纳米片的顺序不可更改，而石墨烯要与氮化硼纳米片配合，通常情况下则作为第二层涂覆，而金属氟化物和金属氧化物的涂覆顺序不做限定，可以灵活调整，最终形成的涂层的总厚度小于2μm，是结合制备成本、电池性能以及锰酸锂电池内部空间占用情况综合考量而得到相对合理的设计。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
Claims (8)
1.一种高稳定锰酸锂电池, 包括外壳、正极片、隔膜、负极片和电解液，其特征在于：所述隔膜包括基膜，所述基膜上设有涂层，所述涂层包括：
氮化硼纳米片涂层、石墨烯涂层、金属氧化物涂层和金属氟化物涂层；
按靠近基膜至远离基膜的顺序依次为氮化硼纳米片涂层、石墨烯涂层、金属氧化物涂层、金属氟化物涂层；或者
按靠近基膜至远离基膜的顺序依次为氮化硼纳米片涂层、石墨烯涂层、金属氟化物涂层、金属氧化物涂层；
所述涂层的材料包括：氮化硼纳米片、石墨烯、金属氧化物和金属氟化物。
2.根据权利要求1所述的一种高稳定锰酸锂电池，其特征在于：所述正极片是将锰酸锂活性材料、导电剂和粘结剂组成的混合物再均匀涂布在金属铝箔两面而制成；所述负极片是将人造石墨活性材料、导电剂和粘结剂组成的混合物再均匀涂布在金属铜箔两面而制成。
3.根据权利要求1所述的一种高稳定锰酸锂电池，其特征在于：所述涂层设置在所述基膜的单侧或双侧。
4.根据权利要求1所述的一种高稳定锰酸锂电池，其特征在于：所述基膜的厚度为5-20μm、孔隙率30-55％的聚乙烯膜或聚丙烯膜。
5.根据权利要求4所述的一种高稳定锰酸锂电池，其特征在于：所述涂层的厚度小于2μm。
6.根据权利要求1所述的一种高稳定锰酸锂电池，其特征在于：所述氮化硼纳米片为少层氮化硼纳米片，所述石墨烯为少层石墨烯，所述金属氟化物和金属氧化物的粒径为10-50纳米。
7.一种高稳定锰酸锂电池的制备方法，应用于制备如权利要求1-6任一项所述的高稳定锰酸锂电池，其特征在于：包括以下步骤：
步骤(1)：涂覆浆料制备：
将氮化硼粉料与有机溶剂混合并进行超声剥离制得二维材料粉体A，再加入分散剂和粘结剂，混合配制成氮化硼纳米片涂覆浆料；
将商业石墨与有机溶剂混合并进行超声剥离制得二维材料粉体B；再加入分散剂和粘结剂，混合配制成石墨烯涂覆浆料；
在商业金属氧化物粉末中加入分散剂和粘结剂，混合配制成金属氧化物涂覆浆料；
在商业金属氟化物粉末中加入分散剂和粘结剂，混合配制成金属氟化物涂覆浆料；
步骤(2)：涂覆：
A.将商业化基膜送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的氮化硼纳米片涂覆浆料进行首层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷，得到涂覆有氮化硼纳米片的电池隔膜A；
B.将电池隔膜A送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的石墨烯涂覆浆料进行第二层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷，得到涂覆有氮化硼纳米片、石墨烯的电池隔膜B；
C.将电池隔膜B送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的金属氧化物涂覆浆料进行第三层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷,得到涂覆有氮化硼纳米片、石墨烯、金属氧化物的电池隔膜C；
D.将电池隔膜C送入涂覆装置，使用步骤(1)制备的金属氟化物涂覆浆料进行第四层涂覆，涂覆完成后进行干燥、收卷，得到涂覆有氮化硼纳米片、石墨烯、金属氧化物、金属氟化物涂覆的电池隔膜成品。
8.根据权利要求7所述的一种高稳定锰酸锂电池的制备方法，其特征在于：在所述步骤C中，使用金属氟化物涂覆浆料替换金属氧化物涂覆浆料进行第三层涂覆，而在所述步骤D中，则使用金属氧化物涂覆浆料替换金属氟化物涂覆浆料进行第四层涂覆。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211694304.3A CN115939669B (zh) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 一种高稳定锰酸锂电池及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211694304.3A CN115939669B (zh) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 一种高稳定锰酸锂电池及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115939669A CN115939669A (zh) | 2023-04-07 |
| CN115939669B true CN115939669B (zh) | 2023-08-25 |
Family
ID=86554068
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211694304.3A Active CN115939669B (zh) | 2022-12-28 | 2022-12-28 | 一种高稳定锰酸锂电池及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115939669B (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112272894A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-01-26 | 株式会社Lg化学 | 功能性隔膜、其制备方法和包含所述功能性隔膜的锂二次电池 |
| CN113299914A (zh) * | 2020-02-21 | 2021-08-24 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种含氟碳材料及其制备方法和应用 |
| CN115224440A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-10-21 | 广东比沃新能源有限公司 | 一种用于锂离子电池超薄高性能复合隔膜及其制备方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10903466B2 (en) * | 2018-05-10 | 2021-01-26 | Global Graphene Group, Inc. | Alkali metal-selenium secondary battery containing a graphene-based separator layer |
-
2022
- 2022-12-28 CN CN202211694304.3A patent/CN115939669B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112272894A (zh) * | 2018-10-26 | 2021-01-26 | 株式会社Lg化学 | 功能性隔膜、其制备方法和包含所述功能性隔膜的锂二次电池 |
| CN113299914A (zh) * | 2020-02-21 | 2021-08-24 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种含氟碳材料及其制备方法和应用 |
| CN115224440A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-10-21 | 广东比沃新能源有限公司 | 一种用于锂离子电池超薄高性能复合隔膜及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115939669A (zh) | 2023-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108258323B (zh) | 一种高比能全固态锂电池的制作方法 | |
| CN110071292B (zh) | 一种锂离子电池正极极片的制备方法及其正极极片 | |
| CN114665065B (zh) | 一种正极极片及其制备方法和应用 | |
| CN107732172B (zh) | 一种锂离子电池负极材料及其制备方法 | |
| US20220216477A1 (en) | Pre-lithiated silicon-carbon multilayer composite negative electrode material for lithium ion batteries and preparation method thereof | |
| CN109659540B (zh) | 一种多孔碳包覆碲化锑纳米片的制备方法及其作为金属离子电池负极材料的应用 | |
| CN109659528B (zh) | 钾离子电池负极活性材料、钾离子电池负极材料、钾离子电池负极、钾离子电池及其应用 | |
| WO2017124439A1 (zh) | 三维Na3V2(PO4)3纳米线网络电极材料及其制备方法和应用 | |
| CN111092210B (zh) | 一种三元正极复合材料及其制备方法和用途 | |
| CN111564612B (zh) | 一种高导热导电性锂电正极材料及其制备方法 | |
| CN112349876B (zh) | 中空多孔二氧化锡-氧化亚铜-铜或中空多孔二氧化锡-铜一体化锂电池负极及其制备方法 | |
| CN103515657A (zh) | 电池 | |
| WO2023173772A1 (zh) | 硬碳负极材料的制备方法和应用 | |
| CN106450219A (zh) | 一种多维度组装的三维三氧化二钒/碳复合纳米材料及其制备方法和应用 | |
| CN111129466A (zh) | 一种高性能正极材料及其制备方法和在锂离子电池中的应用 | |
| CN114023948B (zh) | 硅碳负极材料及其制备方法、锂离子电池 | |
| WO2022151648A1 (zh) | 一种高容量高稳定性硅碳负极材料及其制备方法 | |
| CN106935830B (zh) | 一种锂离子电池复合正极材料及其制备方法和应用 | |
| CN113889594A (zh) | 一种硼掺杂锆酸镧锂包覆石墨复合材料的制备方法 | |
| CN110767891A (zh) | 一种多孔球形硅基复合负极材料的制备方法 | |
| CN108110235B (zh) | 一种中空镍-氧化镍纳米粒子/多孔碳纳米片层复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN117497835A (zh) | 固态电芯及其制备方法与固态电池 | |
| CN109546099B (zh) | 一种石墨复合负极材料及其制备方法、锂离子电池 | |
| CN105826552A (zh) | 一种石墨烯复合的钴酸锂正极材料的制备方法 | |
| CN115939669B (zh) | 一种高稳定锰酸锂电池及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: No.13, shajiaotou second lane, Shangyuan, Chashan Town, Dongguan City, Guangdong Province, 523000 Patentee after: Guangdong Biwo New Energy Co.,Ltd. Address before: No.13, shajiaotou second lane, Shangyuan, Chashan Town, Dongguan City, Guangdong Province, 523000 Patentee before: Guangdong biwo new energy Co.,Ltd. |