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一种锂离子电池正极材料锂离子电池

阅读:1013发布:2020-09-14

专利汇可以提供一种锂离子电池正极材料锂离子电池专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 提供一种 锂离子 电池 正极材料 及 锂离子电池 ,所述锂离子电池正极材料的化学表达式为LiErxYbyMn2-x-yO4,其中0.001≤x≤0.3,0.001≤y≤0.3。所述锂离子电池的正极采用所述的锂离子电池正极材料。用本发明的锂离子电池正极材料制成的电池的宽温性能和倍率放电性能优异。,下面是一种锂离子电池正极材料锂离子电池专利的具体信息内容。

1.一种锂离子电池正极材料,其特征在于,其化学表达式为LiErxYbyMn2-x-yO4,其中
0.001≤x≤0.3,0.001≤y≤0.3。
2.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料,其特征在于,所述x的范围为:0.01≤x≤
0.2。
3.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料,其特征在于,所述y的范围为:0.01≤y≤
0.2。
4.如权利要求1或2所述的锂离子电池正极材料,其特征在于,x=0.1。
5.如权利要求1或3所述的锂离子电池正极材料,其特征在于,y=0.1。
6.如权利要求1所述的锂离子电池正极材料,其特征在于,所述锂离子电池正极材料主要由金属铒粉末、金属镱粉末、酸锂粉末和二化锰粉末制备而成。
7.一种锂离子电池,其特征在于,其正极采用权利要求1-6任意一项所述的锂离子电池正极材料。
8.如权利要求7所述的锂离子电池,其特征在于,其采用的电解液为能在宽温下工作的电解液,所述宽温是指-40~80℃范围内。

说明书全文

一种锂离子电池正极材料锂离子电池

技术领域

[0001] 本发明涉及二次电池的电极材料,特别是涉及一种锂离子电池正极材料及锂离子电池。

背景技术

[0002] 锂离子电池是一种二次电池,主要依靠锂离子在电池的正极和负极之间迁移来工作。在充放电过程中,Li+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌。现有的锂离子电池中,通常在-20℃至55℃环境下锂离子可以正常迁移,但环境温度更低或更高时锂离子迁移会受阻,电池性能大大降低。

发明内容

[0003] 为了弥补现有技术的不足,本发明提出一种锂离子电池正极材料及锂离子电池,在宽温(-40℃~80℃)下,均可以正常使用,且电池性能优异。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
[0005] 一种锂离子电池正极材料,其化学表达式为LiErxYbyMn2-x-yO4,其中0.001≤x≤0.3,0.001≤y≤0.3。
[0006] 优选地,所述x的范围为:0.01≤x≤0.2。
[0007] 优选地,所述y的范围为:0.01≤y≤0.2。
[0008] 进一步优选地,x=0.1和/或y=0.1。
[0009] 优选地,所述锂离子电池正极材料主要由金属铒粉末、金属镱粉末、酸锂粉末和二化锰粉末制备而成。
[0010] 一种锂离子电池,其正极采用所述的锂离子电池正极材料。
[0011] 优选地,其采用的电解液为能在宽温下工作的电解液,所述宽温是指-40~80℃范围内。
[0012] 与现有技术相比,本发明的有益效果有:本发明在现有的锰酸锂材料中同时掺杂一定比例的铒和镱,掺杂的铒、镱元素取代锰位后,材料晶胞层间距增加,锂离子扩散速度大大提高,结构稳定性也会增强,实验证明能有效改善锰酸锂材料的宽温性能和倍率放电性能。

具体实施方式

[0013] 为了使本发明实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合实施例和对比例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0014] 本发明具体实施方式提供一种锂离子电池正极材料,其化学表达式为LiErxYbyMn2-x-yO4,其中0.001≤x≤0.3,0.001≤y≤0.3。
[0015] 在一些优选的实施方式中,所述x的范围为:0.01≤x≤0.2;和/或所述y的范围为:0.01≤y≤0.2。
[0016] 在一些优选的实施方式中,x=0.1和/或y=0.1。
[0017] 在一些优选的实施方式中,所述锂离子电池正极材料主要由金属铒粉末、金属镱粉末、碳酸锂粉末和二氧化锰粉末制备而成。
[0018] 本发明具体实施方式还提供一种锂离子电池,其正极采用所述的锂离子电池正极材料。
[0019] 优选地,其采用的电解液为能在宽温下工作的电解液,所述宽温是指-40~80℃范围内。
[0020] 实施例1
[0021] 本实施例提供一种锂离子电池,型号为523450-800mAh,其中,正极采用LiEr0.1Yb0.1Mn1.8O4材料,负极为常规人造石墨,按配料、涂布、辊压、分切、制片、卷绕、封装等常规工序制作成半成品电芯;将电芯烘烤后注入宽温LiPF6电解液后,再经过化成、二封、分容等常规工序制作成成品电芯;对该成品电芯中的一些进行宽温放电性能测试,另一些进行常温倍率放电性能测试,具体数据如下表。
[0022] 比较例1
[0023] 本例与实施例1的区别在于,正极采用LiEr0.2Mn1.8O4材料,对制成的成品电芯中的一些进行宽温放电性能测试,另一些进行常温倍率放电性能测试,具体数据如下表。
[0024] 比较例2
[0025] 本例与实施例1的区别在于,正极采用LiYb0.2Mn1.8O4材料,对制成的成品电芯中的一些进行宽温放电性能测试,另一些进行常温倍率放电性能测试,具体数据如下表。
[0026] 比较例3
[0027] 本例与实施例1的区别在于,正极采用LiMn2O4材料,对制成的成品电芯中的一些进行宽温放电性能测试,另一些进行常温倍率放电性能测试,具体数据如下表。
[0028] 表1
[0029]
[0030] 表2
[0031]
[0032]
[0033] 从上述两个表中可知,实施例1中的锂离子电池的宽温性能(在低温和高温下还能正常发挥性能)、常温倍率放电性能均最优,因此,采用本发明的锂离子电池正极材料制成的电池即使在低温(低达-40℃)和高温(高达80℃)下,其倍率放电性能也很优异,也即本发明的电池在宽的温度范围内也能性能优异的正常使用。
[0034] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明,不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干等同替代或明显变型,而且性能或用途相同,都应当视为属于本发明的保护范围。
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