鋰電池用混合正極材料的制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰電池材料技術領域，特別是涉及一種鋰電池用混合正極材料的制備方法。
【背景技術】
[0002]金屬鋰一次電池種類繁多，具有較高的比能量和工作電壓，目前發(fā)展較為成熟的體系主要有鋰-二氧化錳電池、鋰-亞硫酰氯電池、鋰-二氧化硫電池等，能量密度一般能達到250-350Wh/kg。近年來，鋰-氟化碳電池因具有更高的能量密度而備受關注。但是，由于氟化碳材料初始電壓滯后嚴重、大倍率放電性能不是很好、放熱以及膨脹等問題，最終降低了電池低溫大電流放電的效果，嚴重影響了電池大倍率放電性能，在很大程度上限制了鋰-氟化碳電池的應用范圍。
[0003]目前公開了一種鋰電池用氟化碳正極材料用氟化碳發(fā)明專利，其中氟化碳為氟化石墨CFx與氟化碳納米管CFx的混合物；所述氟化石墨CFx與氟化碳納米管CFx的質(zhì)量比例范圍為6:4至9.5:0.5。本發(fā)明采用氟化石墨與氟化碳納米管的混合物作為電池用氟化碳正極材料，使氟化碳納米管材料較好的分散在氟化石墨顆粒周圍，有效消除了氟化碳納米管材料的高團聚性，改善了電池放電初期出現(xiàn)明顯電壓滯后現(xiàn)象有所，對鋰-氟化碳電池體系的倍率放電性能有所提高，但由于本發(fā)明采用的材料均為氟化系列材料，未從根本上解決氟化碳本身具有的初始電壓滯后現(xiàn)象，難以大幅提高鋰-氟化碳電池的放電倍率，阻礙了氟化碳材料的廣泛應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種有效彌補氟化碳材料本身具有的初始電壓滯后的問題，大幅提高鋰-氟化碳電池體系的大倍率放電性能，并且低溫大電流放電效果好，應用范圍廣的鋰電池用混合正極材料的制備方法。
[0005]本發(fā)明包括如下技術方案:
[0006]鋰電池用混合正極材料的制備方法，其特點是:在氟化碳材料中摻雜Ag2V4O11材料，所述摻雜的制備過程包括:
[0007]步驟1.按照氟化碳=Ag2V4O11:溶劑=1:0.01-0.8:1.5-3的質(zhì)量比，將氟化碳、Ag2V4O11和溶劑置入球磨機中，以100-500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混料球磨12_24h,球磨機中形成混合漿料；
[0008]步驟2.將混合漿料在60°C _120°C條件下進行5_20h烘干，自然冷卻到室溫，得到干燥混合物體；
[0009]步驟3.將步驟2中干燥混合物體過100-400目篩后，得到的粉末即作為本發(fā)明鋰電池用混合正極材料。
[0010]本發(fā)明還可以采用如下技術措施:
[0011]所述溶劑為乙醇、乙二醇、異丙醇或水中的一種。
[0012]所述球磨機為瑪瑙球磨罐,球磨時,瑪瑙球磨罐中放有球瑪瑙磨珠。
[0013]本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果:
[0014]1、本發(fā)明通過在氟化碳材料中混合了 Ag2V4O11材料，由于Ag2V4O11材料具有非常好的高倍率放電性能，彌補了氟化碳的初始電壓滯后的問題，有效改善了氟化碳的放電性能，大幅提高了鋰-氟化碳電池體系的大倍率放電，提高了鋰-氟化碳電池低溫大電流放電，擴大了鋰-氟化碳電池體系的應用范圍。
[0015]2、本發(fā)明采用球磨方法通過添加劑對兩種物質(zhì)進行混合，可以達到良好的均勻混合效果，進一步改善了氟化碳的初始放電電壓滯后問題，改善了氟化碳的低溫放電性能，提高了鋰-氟化碳電池體系的大電流放電性能。
[0016]3、本發(fā)明在球磨過程的材料中放有球瑪瑙磨珠，進一步提高了混合材料的均勻性。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明實施例1中混合正極材料制備成電池與純氟化碳材料制備成電池的放電曲線比較圖；
[0018]圖2是本發(fā)明實施例2中混合正極材料制備成電池與純氟化碳材料制備成電池的放電曲線比較圖。
【具體實施方式】
[0019]為能進一步公開本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
、特點及功效，特例舉以下實例并結合附圖進行詳細說明如下。
[0020]鋰電池用混合正極材料的制備方法，在氟化碳材料中摻雜Ag2V4O11材料，摻雜的過程包括:
[0021]步驟1.按照氟化碳=Ag2V4O11:溶劑=1:0.01-0.8:1.5-3的質(zhì)量比，將氟化碳、Ag2V4O11和溶劑置入球磨機中，以100-500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混料球磨12_24h,球磨機中形成混合漿料；
[0022]步驟2.將混合漿料在60°C _120°C條件下進行5_20h烘干，自然冷卻到室溫，得到干燥混合物體；
[0023]步驟3.將步驟2中干燥混合物體過100-400目篩后，得到的粉末即作為本發(fā)明鋰電池用混合正極材料。
[0024]所述溶劑為乙醇、乙二醇、異丙醇或水中的一種。
[0025]所述球磨機為瑪瑙球磨罐，球磨時，瑪瑙球磨罐中放有球瑪瑙磨珠。
[0026]實施例1:
[0027]步驟1.取0.2g Ag2V4O11作為摻雜材料，與4g氟化碳一同置入作為球磨機的瑪瑙球磨罐中，然后加入6g乙醇，按照氟化碳與球磨珠質(zhì)量比為1:10的比例在瑪瑙球磨罐中放入球瑪瑙磨珠,球磨珠的直徑為5-15mm,瑪瑙球磨罐中的材料在300轉(zhuǎn)/min條件下球磨混合12h，形成混合漿料；通過放入球瑪瑙磨珠，可以更好的將兩種材料混勻，增加混合效果。
[0028]步驟2.將步驟I形成的混合漿料置入烘干箱，在80°C條件下進行1h烘干，取出后自然冷卻到25°C室溫，得到干燥的混合物體；
[0029]步驟3.將步驟2中干燥的混合物體過300目篩后，得到的粉末即作為本發(fā)明鋰電池用混合正極材料。
[0030]實施例2:
[0031]步驟1.取0.28g的Ag2V4O11作為摻雜材料，與4g氟化碳一同置入作為球磨機的瑪瑙球磨罐中，然后加入7g乙醇，再按照氟化碳與球磨珠質(zhì)量比為1: 10的比例在瑪瑙球磨罐中放入球瑪瑙磨珠，球瑪瑙磨珠的直徑在5-15_范圍內(nèi)，瑪瑙球磨罐中的材料在200轉(zhuǎn)/min條件下球磨混合24h，形成混合漿料；
[0032]步驟2.將步驟I形成的混合漿料置入烘干箱，在80°C條件下進行1h烘干，取出后自然冷卻到25°C室溫，得到干燥的混合物體；
[0033]步驟3.將步驟2中干燥的混合物體過200目篩后，得到的粉末即作為本發(fā)明鋰電池用的混合正極材料。
[0034]采用實施例1制成的混合正極材料作為正極材料、SP作為導電劑、pvdf作為粘結齊U，按照正極材料:導電劑:粘結劑=84:10:6的質(zhì)量比均勻混合成正極漿料涂在鋁箔上，120°C條件下進行干燥，金屬鋰作為負電極，在手套箱中進行一組鋰電池的組裝。再采用純氟化碳作為正極材料，其余與實施例1完全相同，進行另一組鋰電池組裝。兩組鋰電池同時進行圖1所示常溫、IC條件下的放電測試，圖1中的下曲線為純氟化碳組裝成的鋰電池的放電曲線、上曲線為采用實施例1制成的材料組裝成鋰電池的放電曲線；圖中明顯觀察到，純氟化碳制成的鋰電池初始電壓為1.7V，在大電流放電條件下電壓滯后明顯；采用實施例1中的混合正極材料制成的鋰電池，其初始最低電壓為2.0V，滯后電壓得到明顯改善，其放電電壓平臺有了明顯提高，體現(xiàn)出了 Ag2V4O11材料良好的導電性能；由于Ag2V4O11材料本身具有315mA/g的容量，以及自身具有良好的導電性能，在氟化碳的容量沒有受到明顯影響的前提下，極大改善了氟化碳材料的性能。
[0035]采用實施例2制成的混合正極材料作為正極材料、SP作為導電劑、pvdf作為粘結齊U，按照正極材料:導電劑:粘結劑=84:10:6的質(zhì)量比均勻混合成正極漿料涂在鋁箔上，120°C條件下進行干燥，金屬鋰作為負電極，在手套箱中進行一組鋰電池的組裝。再采用純氟化碳作為正極材料，其余與實施例1完全相同，進行另一組鋰電池組裝。兩組鋰電池同時進行圖2所示-10°C、0.1C條件下的放電測試，圖中的下曲線為純氟化碳組裝成的鋰電池的放電曲線、上曲線為采用實施例2制成的材料組裝成鋰電池的放電曲線；圖中明顯觀察到，純氟化碳制成的鋰電池初始電壓為1.81V，在低溫條件下電壓滯后明顯；采用實施例2中的混合正極材料制成的鋰電池，其初始最低電壓為2.06V，滯后電壓得到明顯改善，同時，由于Ag2V4O11具有很好的導電性，改善的了氟化碳材料的導電性能，使其放電電壓平臺有了明顯的提高；并且摻雜Ag2V4O11后的氟化碳的容量并沒有受到影響，極大改善了氟化碳材料的性倉泛。
[0036]盡管上面結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，并不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權利要求所保護的范圍情況下，還可以作出很多形式。這些均屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.鋰電池用混合正極材料的制備方法，其特征在于:在氟化碳材料中摻雜Ag2V4O11M料，所述摻雜的過程包括: 步驟1.按照氟化碳=Ag2V4O11:溶劑=1:0.01-0.8:1.5-3的質(zhì)量比，將氟化碳、Ag2V4O11和溶劑置入球磨機中，以100-500轉(zhuǎn)/min的轉(zhuǎn)速混料球磨12-24h，球磨機中形成混合漿料； 步驟2.將混合漿料在60℃ -120℃條件下進行5-20h烘干，自然冷卻到室溫，得到干燥混合物體； 步驟3.將步驟2中形成的干燥混合物體過100-400目篩后，得到的粉末即作為本發(fā)明鋰電池用混合正極材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池用混合正極材料的制備方法，其特征在于:所述溶劑為乙醇、乙二醇、異丙醇或水中的一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池用混合正極材料的制備方法，其特征在于:所述球磨機為瑪瑙球磨罐，球磨時，瑪瑙球磨罐中放有球瑪瑙磨珠。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鋰電池用混合正極材料的制備方法，其特點是：在氟化碳材料中摻雜Ag2V4O11材料，所述摻雜的過程包括：將氟化碳、Ag2V4O11和溶劑置入球磨機中球磨形成混合漿料；將混合漿料烘干，冷卻后得到干燥混合物體；將干燥混合物體過篩后，得到鋰電池用混合正極材料。本發(fā)明通過在氟化碳材料中混合了Ag2V4O11材料，通過添加劑對兩種物質(zhì)進行混合，由于Ag2V4O11材料具有非常好的高倍率放電性能，彌補了氟化碳的初始電壓滯后的問題，有效改善了氟化碳的放電性能，大幅提高了鋰-氟化碳電池體系的大倍率放電，提高了鋰-氟化碳電池低溫大電流放電，擴大了鋰-氟化碳電池體系的應用范圍。
【IPC分類】H01M4-583, H01M4-62
【公開號】CN104577124
【申請?zhí)枴緾N201310478328
【發(fā)明人】丁飛, 孫文彬, 張晶
【申請人】中國電子科技集團公司第十八研究所
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月14日