[发明专利]锂离子电池正极片及其制备方法、锂离子电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料科学领域，特别涉及一种锂离子电池正极片的制备方法及采用该方法制备的锂离子电池正极片、以及使用该方法制备的锂离子电池正极片锂离子电池的制备方法。

背景技术

随着各种新能源的发展，便携式电子设备的小型化发展及电动汽车对大容量高功率化学电源的广泛需求。目前商品化的锂离子电池大多采用无机正极片/石墨体系，其中这些正极片材料主要是磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍酸锂以及混合的体系。虽然这类体系的电化学性能优异，但是由于其本身容量较低(如磷酸铁锂的理论170mAh/g)，制备工艺复杂，成本高等诸多的缺点。所以开发新型的其它种类的正极片材料受到了人们的广泛的重视。

West等人在1963年提出了一类叫做oxocarbon的化合物，其中几乎所有的碳原子都是以羰基或烯醇去质子化的形式存在。Armand等人制备了一系列oxocarbon锂盐，其中，玫棕酸二锂盐—二羟基苯四醌二锂盐Li₂C₆O₆保持了很好的晶体形态，晶体大小为2μm~3μm，理论比容量为957mAh/g，首放比容量达到580mAh/g，文章研究了不同电化学窗口下，电压随锂离子数量的变化，得出容量衰减的原因是活性物质溶解于电解液中，而二锂盐比三、四锂盐更容易溶解。该材料具有比容量、能量密度高，热稳定性好等优点，但是使用该材料的锂离子电池随着充放电的循环，容量衰减很快，寿命较商用锂离子电池短。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种能够提高锂离子电池循环寿命的锂离子电池正极片的制备方法及锂离子电池正极、以及锂离子电池的制备方法。

一种锂离子电池正极片的制备方法，包括如下步骤：

按照固液比为（0.1g~2g）:100mL，将碳材料在由浓硝酸和浓硫酸组成的混合酸中50℃~80℃回流反应0.5小时~2小时，得到羧基化的碳材料；

按照固液比为（0.1g~2g）:100mL，将所述羧基化的碳材料在二氯亚酚中50℃~80℃回流反应5小时~15小时，得到酰氯化的碳材料；

按照固液比为(0.1g~1g）:100mL:200mL，将所述酰氯化的碳材料与乙二胺在无水甲苯中50℃~80℃回流反应24小时~48小时，得到酰胺化的碳材料；

将所述酰胺化的碳材料溶解于水中形成分散液；及

先将集流体在所述分散液中浸泡30分钟~60分钟，然后将所述集流体于所述分散液和Li₂C₆O₆溶液中交替浸泡，干燥，得到锂离子电池正极片。

在其中一个实施例中，所述碳材料为石墨烯、碳纳米管或活性炭纤维。

在其中一个实施例中，将所述羧基化的碳材料在所述二氯亚酚中回流反应之前还包括对所述羧基化的碳材料进行水洗、过滤及干燥的步骤。

在其中一个实施例中，将所述酰胺化的碳材料溶解于水中之前还包括对所述酰胺化的碳材料进行冷却、乙醇清洗、水洗及真空干燥的步骤。

在其中一个实施例中，所述分散液的浓度为0.2mg/mL~0.8mg/mL；所述Li₂C₆O₆溶液的浓度为5mg/mL~20mg/mL。

在其中一个实施例中，将所述集流体于所述分散液和所述溶液中交替浸泡时，每次浸泡1分钟~10分钟，且每次浸泡后进行干燥，浸泡次数为5次~10次。

在其中一个实施例中，所述集流体为铝箔、镍网、钛箔或钢箔。

一种按照上述锂离子电池正极片的制备方法制备得到的锂离子电池正极片。

一种锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：

按照上述锂离子电池正极片的制备方法得到锂离子电池正极片；

制备锂离子电池负极片；及

将所述锂离子电池正极片、隔膜及锂离子电池负极片按顺序叠片组装成电芯，然后将所述电芯置于电池壳体里，并往所述电池壳体里注入电解液，密封所述电池壳体，得到锂离子电池。

在其中一个实施例中，所述锂离子电池负极片为金属锂片。