一種改性鋰離子電池及其改性方法
【技術領域】
[0001]本發明提供一種鋰離子電池，具體地說，是一種改性鋰離子電池及其改性方法；屬于離子電子技術領域。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池具有能量密度高、工作電壓高、循環壽命長、無記憶效應等優點，已廣泛應用于各領域，如便攜式電子產品、電動汽車、儲能電站等等。主流鋰離子電池主要由正極材料，負極材料，電解液，隔膜四部分組成。其中正極材料作為鋰離子的提供者，直接影響著成品電池的能量和壽命。目前，鋰離子電池正極材料有鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、三元材料等，每種材料都有各自的缺點，如鈷酸鋰材料，其實際容量偏低，僅有理論容量的一半，過充時結構不穩定，安全性能差；磷酸鐵鋰循環穩定性雖然很好，但是其導電能力差，影響其倍率性能；三元材料低的離子電導和電子電導依舊制約著其快速充放電的性能。要想實現商品化，就必須克服材料上述缺點，所以必須對正極材料進行改性。目前最有效的方法就是對電極材料進行摻雜和包覆，即在材料制備過程中進行改性。
[0003]摻雜主要為離子摻雜，可在前驅體制備或燒結前摻雜，摻雜元素進入材料晶格內部。包覆即表面包覆，主要有碳包覆、金屬氧化物包覆、氟化物包覆等等。包覆對設備和工藝要求比較嚴格，包覆后還需要特定處理才能穩定，并且包覆材料的均勻性并不能得到很好控制。
【發明內容】
[0004]針對上述問題，本發明的目的是提供一種具有良好的導電性，可以增大材料的電子電導，提高材料的倍率性能的改性鋰離子電池及其改性方法。
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供的前一個技術方案是這樣的:
[0006]—種改性鋰離子電池，其特征在于，是在常規電解液中添加Li2Cr04，反應機理沉積后在正負極材料表面形成一層1^2+)!004包覆層。
[0007]進一步的，上述的一種改性鋰離子電池，所述的1^2004添加量為電解液質量的
0.1%?
[0008]進一步的，上述的一種改性鋰離子電池，所述的正極材料為鈷酸鋰或者錳酸鋰或三元材料或磷酸鐵鋰或NCA的其中之一。
[0009]進一步的，上述的一種改性鋰離子電池，所述的負極材料為石墨。
[0010]本發明提供的后一個技術方案是這樣的:
[0011]一種改性鋰離子電池的改性方法是常規電解液中添加0.lwt%? 2wt% Li2Cr04,反應機理沉積后在正負極材料表面形成一層1^2+:;(>04包覆層。
[0012]與現有技術相比，本發明提供的技術方案通過對材料進行改性，在正負極材料表面包覆材料Li2Cr04。在電極材料表面形成的Li2+xCr04具有良好的導電性，可以增大材料的電子電導，提尚材料的倍率性能。另1^2004的未水性有利于其在材料表面的沉積；可以明顯降低材料循環過程的中內阻，提高鋰離子電池的循環穩定性，改性后材料電導率的增加更有利于電池的快速充放電。
[0013]本發明所述的新型改性方法，其二是指包覆方式。本發明將包覆材料添加到電解液中，工藝簡單，成本低廉。
[0014]在電解液中添加Li2Cr04，以不同的反應機理沉積在正負極材料表面，達到包覆效果。首先，電解液中的Li2Cr04會吸附在正負極材料表面，正極表面的Li 2004與正極材料形成微短路，生成Li2+xCr04化合物；充電時，Li+會嵌入到負極表面的Li 2004中，形成Li2+xCr04。在電解液中加入一定量Li2CrO^全電池，在化成結束后，會在正負極材料表面形成一層穩定的1^2+)!004包覆層，Li 2+xCr04是一種穩定的富鋰包覆層，具有良好的導電性，可以明顯提高電池的電化學性能。
【附圖說明】
[0015]圖1是實施例1在LiCo02/Li正極半電池中0.1C的首次充放電曲線圖；
[0016]圖2是實施例2在LiCo02/Li正極半電池中倍率性能；
[0017]圖3是實施例3在石墨/LiCo02全電池中循環性能對比圖。
【具體實施方式】
[0018]下面結合具體實施，對本發明的權利要求做進一步的詳細說明，任何人在本發明權利要求范圍內所做的有限次的修改，仍在本發明的權利要求保護范圍之內。
[0019]實施例1
[0020]本發明提供的一種改性鋰離子電池，是在常規電解液中添加電解液質量的0.1%Li2Cr04，反應機理沉積后在正負極材料表面以不同方式形成一層1^2+1004包覆層。
[0021]實施例2
[0022]本發明提供的一種改性鋰離子電池，是在常規電解液中添加電解液質量的2%Li2Cr04，反應機理沉積后在正負極材料表面以不同方式形成一層1^2+1004包覆層。
[0023]實施例3
[0024]本發明提供的一種改性鋰離子電池，是在常規電解液中添加電解液質量的1.5%Li2Cr04，反應機理沉積后在正負極材料表面以不同方式形成一層1^2+1004包覆層。
[0025]需要說明的是，本發明未詳細提及的工藝條件參數、方法均按照本領域常規技術手段進行，即在現有技術的電解液中添加Li2Cr04，其它工藝條件與現有技術均無區別。
【主權項】
1.一種改性鋰離子電池，其特征在于，是在常規電解液中添加Li 2Cr04，反應機理沉積后在正負極材料表面形成一層1^2+)!004包覆層。2.根據權利要求1所述的一種改性鋰離子電池，其特征在于，所述的Li2&04添加量為電解液質量的0.1%?2%。3.根據權利要求1所述的一種改性鋰離子電池，其特征在于，所述的正極材料為鈷酸鋰或者錳酸鋰或三元材料或磷酸鐵鋰或NCA的其中一種或多種混合。4.根據權利要求1所述的一種改性鋰離子電池，其特征在于，所述的負極材料為石墨。5.權利要求1所述的一種改性鋰離子電池的改性方法，其特征在于，常規電解液中添加0.lwt%? 2wt% Li2Cr04，反應機理沉積后在正負極材料表面以不同方式形成一層1^2+:!004包覆層。
【專利摘要】本發明公開了一種改性鋰離子電池及其改性方法，旨在提供一種具有良好的導電性，可以增大材料的電子電導，提高材料的倍率性能的改性鋰離子電池及其改性方法；其技術方案是這樣的：該改性鋰離子電池是在常規電解液中添加Li2CrO4，Li2CrO4在正極材料表面通過自發反應形成一層Li2+xCrO4包覆層，在負極材料表面通過充電嵌鋰后形成Li2+xCrO4包覆層；屬于電池技術領域。
【IPC分類】H01M10/42, H01M10/0567, H01M4/62, H01M4/36, H01M10/0525, H01M10/0563
【公開號】CN105406080
【申請號】CN201510981170
【發明人】陳性保, 高典
【申請人】合肥融捷能源材料有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月22日