[发明专利]一种储备式锂电池用正极材料的制备方法及产品

说明书

本发明公开了一种储备式锂电池用正极材料的制备方法，将氟化碳类材料与LiPACA、NMP、甲醇溶剂按一定质量比进行混合，得到混合物A；将混合物A放入高能球磨机中制备成悬浊液B；将需要包覆的正极材料与氢氧化锂按质量比95:5的比例充分混合后制成混合物C；在悬浊液B中加入混合物C后放入高能球磨机中，将混合物悬浊液干燥，然后冲洗过滤，将产物烘干得到可直接使用的氟化碳类材料包覆的锂离子电池用正极材料；采用本专利方法所得的正极材料与电解液具有更好的相容性并在储存时保持稳定的荷电态，从而使得含有该材料的电池同时具备长储存寿命和高倍率性能的优异特性，从而满足特种领域对电池的储备需求。

技术领域

本发明属于锂一次电池、锂二次电池正极材料技术领域，更具体的涉及一种表面包覆了一层氟化石墨类材料的锂二次电池正极材料的制备方法，以及使用该正极材料的储备式锂电池。

背景技术

随着军用武器装备、户外作业、救生舱等特殊领域的设备性能不断提升，对其中作为唯一能源供的电池需求也越来越高。电池在这些特种领域应用时，最大的特点就是要求电池具有一定的储存性能，因为电池在制备完成后或者充好电后，并不立即需要使用，而是等到特殊情况下才会拿出来使用。在这个储存等待的过程中要求电池随时具备全性能带载能力，使用时往往来不及进行充电护理，必须应对突发情况时的紧急放电使用。

目前所采用的铝氧化银、银锌、亚硫酰氯、锂二氧化锰、锂氟化碳等一次电池体系的能量密度和倍率性能难以兼备：铝氧化银、银锌、亚硫酰氯等体系倍率性能高，但能量密度较低；锂-二氧化锰、锂-氟化碳等能量密度大，但倍率性能较低，尤其是氟化碳锂一次电池，因为氟化碳本身电子电导低，锂离子在氟化碳内是一维传输路径，所以高倍率放电时极化大，放热量大，倍率性能差。

近年来研究人员纷纷将储备式电池的革新热点转向能量密度和倍率性能兼顾的锂二次电池。但锂二次电池作为储备式电池使用的最大的难题在于自放电速度较快，商业化锂二次电池的一般水平1%每月，而在储备式电池往往需要电池储存5年、10年甚至更长的时间。提高锂二次电池的储存寿命是其作为储备式电池使用的核心目标。

商业化的锂二次电池正极材料，例如钴酸锂、磷酸铁锂、三元（NCM、NCA）、富锂相正极材料xLiMO2·yLi2MnO3，高压正极材料LiNi0.5Mn1.5O4等，经过优化后能量密度可高达350Wh/kg，倍率性能超过20C放电。

但充电态的正极材料在储存的过程中往往会与电解液发生反应、金属离子游离到负极沉淀、锂离子内短路游离回正极等副反应，使得常规锂二次电池作为储备式电池使用时容量衰退快，无法满足长期储存的需求。

目前商用锂二次电池的正极材料尚未广泛应用于储备式电池中。

发明内容

本发明提供了一种有高倍率低自放电性能的储备式锂电池用正极材料的制备方法，该方法十分简单的在锂二次电池正极材料表面包覆了一层氟化石墨类材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种储备式锂电池用正极材料的制备方法，包括以下步骤：

a，将氟化碳类材料与聚（双（4-氨基苯）醚-alt-双（4-甲羧苯磺酰）亚胺）酰胺（简称LiPACA）、N-甲基吡烙烷酮（简称NMP）、甲醇溶剂按一定质量比进行混合，得到混合物A；其中混合物A中氟化碳类材料的质量比含量为30-60%；LiPACA：NMP：甲醇的质量比为1：1：3；

b，将混合物A放入高能球磨机中制备成悬浊液B；

c，将需要包覆的正极材料与氢氧化锂（LiOH）按质量比95:5的比例充分混合后制成混合物C；

d，在悬浊液B中加入混合物C后放入高能球磨机中，将混合物悬浊液干燥，然后冲洗过滤，将产物烘干得到可直接使用的氟化碳类材料包覆的锂离子电池用正极材料。