[发明专利]密闭锂氧电池用氧化锂-氟化碳正极极片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种密闭锂氧电池用氧化锂‑氟化碳正极极片及其制备方法，该方法包含：步骤1，将活性物质置入高能球磨罐中，密封，球磨混合，该活性物质包含氧化锂、氟化碳；步骤2，将球磨后的活性物质与导电剂、粘结剂混合，制备锂氧电池正极极片。该正极极片在密闭锂氧电池中使用，避免了空气中水分和二氧化碳等污染物可能造成的副反应，反应相对简单，不涉及气相的氧气，安全性也得到提高。本发明的电池正极为基于氧化锂的复合材料，性能稳定，工艺简单，成本低廉。

技术领域

本发明涉及锂氧电池技术领域，尤其涉及一种密闭锂氧电池用氧化锂-氟化碳正极极片及其制备方法。

背景技术

锂氧电池拥有超高理论能量密度，成本低廉，环境友好，有望用于未来大规模蓄电及运输动力用电。在锂氧电池体系中，所需要的外界原料为空气中取之不尽用之不竭的氧气，这大大降低了电池的运行成本。

传统锂氧电池以氧气为正极材料，电极接触空气，需要排除水与二氧化碳的干扰，阻止电解液溶剂的挥发，这就增加了设计的复杂性与成本。此外，该反应虽然物质可逆，但机理复杂，且涉及气相的氧气，动力学速度慢，能量转换效率低，表现为充放电平台的巨大差距。以氧化锂为正极材料的密闭体系锂氧电池虽然理论容量比传统锂氧电池低，但排除了空气中水分和二氧化碳等污染物的干扰，反应相对简单，不涉及气相的氧气，安全性也得到提高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种密闭锂氧电池用氧化锂-氟化碳正极材料及其制备方法，该方法制备的正极材料性能稳定，工艺简单，成本低廉。

为了达到上述目的，本发明提供了一种密闭锂氧电池氧化锂-氟化碳正极极片的制备方法，该方法包含：

步骤1，将活性物质置入高能球磨罐中，密封，球磨混合，该活性物质包含氧化锂、氟化碳（CF_x，x取值范围为0.8-1.2）；

步骤2，将球磨后的活性物质与导电剂、粘结剂混合，制备锂氧电池正极极片。

较佳地，步骤1中，氧化锂与氟化碳的重量比为（7-15）：1。

较佳地，步骤1中，所述的活性物质还包含：LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂（NCA）或Co₃O₄。

较佳地，氧化锂与LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂或Co₃O₄的摩尔比为1：（5-15）。

较佳地，步骤1中的球磨是指高能球磨，球磨时间为10-100小时。

较佳地，球磨后的活性物质与导电剂、粘结剂的重量比为（4-6）：（5-8）：1。

较佳地，步骤2制备正极极片的方法为：以无水乙醇为溶剂，将球磨后的活性物质、导电剂与粘结剂混合物搅拌均匀，再将其擀成薄片，压制锂氧电池正极极片。

较佳地，步骤2制备正极极片的方法为：将粘结剂、导电剂与球磨后的活性物质在N-甲基吡咯烷酮（NMP）中混合，搅拌均匀，涂覆于集流体上，烘干，切片，作为锂氧电池正极极片。

较佳地，所述的导电剂包括导电炭黑（KB600、Supper P）和/或碳纤维（VGCF）；所述的粘结剂包括聚四氟乙烯（PTFE）和/或聚酰亚胺（PI）；所述烘干极片的方式包括真空烘干、红外灯烘干。

本发明还提供了一种根据上述的方法制备的密闭锂氧电池氧化锂-氟化碳正极极片，其中，所述正极极片的活性物质包含氧化锂、氟化碳。