System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种锂电池正负极材料的表面改性方法技术_技高网

一种锂电池正负极材料的表面改性方法技术

技术编号:41986113 阅读:9 留言:0更新日期:2024-07-12 12:15
本发明专利技术属于电池技术领域,特别涉及到了一种锂电池正负极材料的表面改性方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一:制备聚酰亚胺粉末;步骤二:将聚酰亚胺粉末溶解于环氧烷中得到预聚体溶液;步骤三:将预聚体溶液与电池正极材料和/或电池负极材料混合,烘烤得到改性正极材料和/或改性负极材料。在本发明专利技术中,通过上述方法,可以得到纳米级别且包覆完全的改性电池正极材料和/或电池负极材料,支持下一代锂电池的高倍率,高电压和快充性能,且能有效阻止枝晶产生,能有效提升电池电极材料的强度、使用寿命、导电性和耐腐蚀性等性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池,特别涉及到了锂电池正负极材料的表面改性方法


技术介绍

1、近年来,随着锂离子电池的应用范围越来越广泛,锂离子电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。

2、下一代新型电池支持高倍率、高电压以更好地支持快充技术等特点。而磷酸铁锂电池在高电压快充下会有更多溶剂和锂离子共嵌入导致负极材料断裂、锂枝晶加速生成而导致电池循环寿命急剧下降等问题。

3、铌酸钛是一种能够替代传统石墨的下一代新型动力锂离子电池负极材料,其本身具有较高的理论比容量,但由于其本身的导电率较低,在高电压快充下容易产生枝晶。

4、镍锰酸锂充放电性能较好,能够快速充电和释放电能,是下一代新型电池正极材料的首选。

5、现有技术中,为了提升电池电极材料的强度、使用寿命、导电性和耐腐蚀性等,通常会对电池的正负极进行碳包覆。但是现有技术中主流的碳包覆水平普遍偏低,所以在提高碳包覆水平、支持下一代锂电池的高倍率,高电压和快充性能,且有效阻止枝晶产生上面还有很大的提升空间。


技术实现思路

1、为了解决上述问题,本专利技术的目的在于提供一种锂电池正负极材料的表面改性方法,该方法能提升电池电极材料的强度、使用寿命、导电性和耐腐蚀性等性能。

2、为了实现上述目的,本专利技术的技术方案如下。

3、一种锂电池正负极材料的表面改性方法,其特征在于,包括以下步骤:</p>

4、步骤一:制备聚酰亚胺粉末;

5、步骤二:将聚酰亚胺粉末溶解于环氧烷中得到预聚体溶液;

6、步骤三:将预聚体溶液与电池正极材料和/或电池负极材料混合,烘烤得到改性正极材料和/或改性负极材料。

7、在本专利技术中,通过上述方法,可以得到纳米级别且包覆完全的改性电池正极材料和/或电池负极材料,支持下一代锂电池的高倍率,高电压和快充性能,且能有效阻止枝晶产生,能有效提升电池电极材料的强度、使用寿命、导电性和耐腐蚀性等性能。

8、进一步的,步骤一中制备聚酰亚胺粉末具体为:将聚酰亚胺分子量控制在3000-20000之间,经过研磨和烘干后得到聚酰亚胺粉末。根据需要,聚酰亚胺体支链内很方便加入磷,硼,或者硅等元素进行掺杂,获得某些优秀的电化学性能,长期稳定的在聚酰亚胺体系内存在,长久服役。

9、进一步的,所述环氧烷包括四氢呋喃。

10、进一步的,所述四氢呋喃与聚酰亚胺粉末质量比为2:100到10:100之间。

11、进一步的,所述电池正极材料包括镍锰酸锂。

12、进一步的,所述电池负极材料包括铌酸钛。

13、进一步的,步骤三中烘烤时间为1-5h,温度为160-300摄氏度。具体实现烘烤时,可以采用隧道炉或回转炉烘烤。

14、目前市场上主流的碳包覆水平普遍偏低,通过上述方法对电池正负极材料进行聚酰亚胺包覆后进行加热,无需特殊环境聚酰亚胺包覆层可以变成非常均匀的碳包覆层,工艺简单,便于规模化连续性生产,相比于现有水平有质的提高。

15、通过上述方法可以得到纳米级别且包覆完全的改性镍锰酸锂正极材料或改性铌酸钛负极材料或者其他材料,包覆厚度通过调整聚酰亚胺分子量和添加量来控制。

16、本专利技术有益效果是:本专利技术使用聚酰亚胺进行表面包覆改性后,由于聚酰亚胺分子中本身包含有n元素,所以相当于直接进行了氮掺杂,同时聚酰亚胺支链可以很方便的引入磷元素,硅元素,硼元素等,掺杂非常方便,提高了电池正负极的导电性能,增加了粒子活性,降低了锂离子的转移阻力,可以使得充放电时锂离子更快嵌入和脱嵌;同时聚酰亚胺具有非常稳定的分子结构,与电解质溶液不反应,耐高温,通过在电池正负极表面包覆一层聚酰亚胺后,可以有效阻止电解液与电池正负极发生剧烈反应而引起的sei膜不断生成导致枝晶的产生,进而提升电池的库仑效率和增加电池的循环寿命。另外,由于聚酰亚胺分子结构非常稳定,也扩宽了电解质的选择范围。

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【技术保护点】

1.一种锂电池正负极材料的表面改性方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种锂电池正负极材料的表面改性方法,其特征在于,步骤一中制备聚酰亚胺粉末具体为:将聚酰亚胺分子量控制在3000-20000之间,经过研磨和烘干后得到聚酰亚胺粉末。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池正负极材料的表面改性方法,其特征在于,所述环氧烷包括四氢呋喃。

4.根据权利要求3所述的一种锂电池正负极材料的表面改性方法,其特征在于,所述四氢呋喃与聚酰亚胺粉末质量比为2:100到10:100之间。

5.根据权利要求1所述的一种锂电池正负极材料的表面改性方法,其特征在于,所述电池正极材料包括镍锰酸锂。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池正负极材料的表面改性方法,其特征在于,所述电池负极材料包括铌酸钛。

7.根据权利要求1所述的一种锂电池正负极材料的表面改性方法,其特征在于,步骤三中烘烤时间为1-5h,温度为160-300摄氏度。

【技术特征摘要】

1.一种锂电池正负极材料的表面改性方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种锂电池正负极材料的表面改性方法,其特征在于,步骤一中制备聚酰亚胺粉末具体为:将聚酰亚胺分子量控制在3000-20000之间,经过研磨和烘干后得到聚酰亚胺粉末。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池正负极材料的表面改性方法,其特征在于,所述环氧烷包括四氢呋喃。

4.根据权利要求3所述的一种锂电池正负极材料的表面改性方法,...

【专利技术属性】
技术研发人员:谷强谷华
申请(专利权)人:广东麦克斯泰新材料有限公司
类型:发明
国别省市:

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