一种锂电池的充放电方法及锂电池与流程

本发明涉及锂电池的，具体涉及一种锂电池的充放电方法及锂电池。

背景技术：

1、为了解决电动汽车消费者的里程焦虑和充电焦虑，锂电池的后续发展需要以高能量密度、高功率、高安全以及长使用寿命为研究导向，所以正极活性材料的应用也越来越广泛。然而，随着正极活性材料中li离子不断深度充放，正极活性材料的结构也容易塌陷造成结构破坏，并导致容量快速衰减。

2、因此，亟需研发一种使正极片不易塌陷且能提高锂电池循环寿命的方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种锂电池的充放电方法及锂电池。本发明通过使正极涂层包括三元层状正极材料及含钠活性材料，并使锂电池的充电电压的第一预设电压≥含钠活性材料的第二平台电压，使锂电池的放电电压的第二预设电压≤含钠活性材料的第一平台电压，按照上述的充放电方法对所述锂电池进行充放电能够使锂电池在常温及高温条件下具有较大的初始容量及循环圈数。

2、为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种锂电池的充放电方法，所述锂电池包括负极片、隔膜及正极片，所述正极片包含正极集流体和设置于正极集流体上的正极涂层，所述正极涂层包括三元层状正极材料及含钠活性材料；

3、所述方法包括：恒流充电至第一预设电压后停止充电，所述第一预设电压≥所述含钠活性材料的第二平台电压；恒流放电至第二预设电压后停止放电，所述第二预设电压≤所述含钠活性材料的第一平台电压；所述含钠活性材料的第二平台电压＞所述含钠活性材料的第一平台电压。

4、可选地，所述含钠活性材料的第二平台电压＜所述第一预设电压≤4.4v。

5、可选地，2.5v≤所述第二预设电压＜所述含钠活性材料的第一平台电压。

6、可选地，4.25v≤所述第一预设电压≤4.4v；和/或，2.5v≤所述第二预设电压≤3.7v。

7、可选地，3.1v≤所述含钠活性材料的第一平台电压≤3.9v，优选地，3.5v≤所述含钠活性材料的第一平台电压≤3.8v。

8、可选地，4v≤所述含钠活性材料的第二平台电压≤4.4v，优选地，4.1v≤所述含钠活性材料的第二平台电压≤4.3v。

9、可选地，所述正极涂层中，含钠活性材料与三元层状正极材料的质量比为(0.2-5):100，优选地，所述含钠活性材料与三元层状正极材料的质量比为(0.5-3)：100。

10、可选地，以所述正极涂层的质量为基准，所述含钠活性材料的含量为0.1wt％-7wt％，优选地，所述含钠活性材料的含量为0.5wt％-3wt％。

11、可选地，所述三元层状正极材料的粒径大于所述含钠活性材料的粒径。

12、可选地，所述三元层状正极材料的粒径为3-15μm，优选为4-10μm。

13、可选地，所述含钠活性材料的粒径为1-10μm，优选为2-5μm。

14、可选地，所述三元层状正极材料为lini1-x-ycoxmnyo2，其中，0≤x≤0.5，0≤y≤0.3。

15、可选地，所述lini1-x-ycoxmnyo2的电压范围为2.5v-4.25v。

16、可选地，所述含钠活性材料包括naxvy(po4)zmw，m包括f和任选的o；w、x、y和z均≥1。

17、可选地，所述含钠活性材料包括na3v2(po4)2f3和/或na3v2(po4)2o2f。

18、本发明第二方面提供了一种锂电池，所述锂电池包括负极片、隔膜及正极片，所述正极片包含正极集流体和设置于正极集流体上的正极涂层，所述正极涂层包括三元层状正极材料和含钠活性材料；所述三元层状正极材料为lini1-x-ycoxmnyo2，其中，0≤x≤0.5，0≤y≤0.3；所述含钠活性材料包括naxvy(po4)zmw，m包括f和任选的o；w、x、y和z均≥1；所述正极涂层中，含钠活性材料与三元层状正极材料的质量比为(0.2-5):100；以所述正极涂层的质量为基准，所述含钠活性材料的含量为0.1wt％-7wt％。

19、可选地，所述三元层状正极材料的粒径大于所述含钠活性材料的粒径，所述三元层状正极材料的粒径为3-15μm，所述含钠活性材料的粒径为1-10μm。

20、本发明采用上述技术方案具有以下有益效果：

21、本发明的正极片包含正极集流体和设置于正极集流体上的正极涂层，所述正极涂层包括三元层状正极材料及含钠活性材料，充电过程中，恒流充电至第一预设电压后停止充电，所述第一预设电压≥所述含钠活性材料的第二平台电压，此时，三元层状正极材料的结构处于贫锂状态，结构不稳定，在该电压下，含钠活性材料能够释放钠离子，释放的钠离子能够维持三元层状正极材料的结构的稳定性，从而有利于提高锂电池的循环性能。放电过程中，恒流放电至第二预设电压后停止放电，所述第二预设电压≤所述含钠活性材料的第一平台电压，此时含钠活性材料能够释放钠离子，大离子半径的钠离子嵌入三元层状正极材料的结构中使其孔隙变大，从而有利于提高三元层状正极材料中锂离子的释放速率，因而本发明的锂电池及充电方法能够使锂电池在常温条件和高温条件下都具有较高的容量及循环性能。

22、在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本文中，在没有特别说明的情况下，数据范围均包括端点。

技术特征：

1.一种锂电池的充放电方法，其特征在于，所述锂电池包括负极片、隔膜及正极片，所述正极片包含正极集流体和设置于正极集流体上的正极涂层，所述正极涂层包括三元层状正极材料及含钠活性材料；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含钠活性材料的第二平台电压＜所述第一预设电压≤4.4v；和/或，2.5v≤所述第二预设电压＜所述含钠活性材料的第一平台电压。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，4.25v≤所述第一预设电压≤4.4v；和/或，2.5v≤所述第二预设电压≤3.7v。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，3.1v≤所述含钠活性材料的第一平台电压≤3.9v，优选地，3.5v≤所述含钠活性材料的第一平台电压≤3.8v；和/或，

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正极涂层中，含钠活性材料与三元层状正极材料的质量比为(0.2-5):100，优选地，所述含钠活性材料与三元层状正极材料的质量比为(0.5-3)：100。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以所述正极涂层的质量为基准，所述含钠活性材料的含量为0.1wt％-7wt％，优选地，所述含钠活性材料的含量为0.5wt％-3wt％。

7.根据权利要求1、5和6中任意一项所述的方法，其特征在于，所述三元层状正极材料的粒径大于所述含钠活性材料的粒径；和/或，

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三元层状正极材料为lini1-x-ycoxmnyo2，其中，0≤x≤0.5，0≤y≤0.3；和/或，

9.根据权利要求1或8所述的方法，其特征在于，所述含钠活性材料包括naxvy(po4)zmw，m包括f和任选的o；w、x、y和z均≥1；

10.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包括负极片、隔膜及正极片，所述正极片包含正极集流体和设置于正极集流体上的正极涂层，所述正极涂层包括三元层状正极材料和含钠活性材料；所述三元层状正极材料为lini1-x-ycoxmnyo2，其中，0≤x≤0.5，0≤y≤0.3；所述含钠活性材料包括naxvy(po4)zmw，m包括f和任选的o；w、x、y和z均≥1；所述正极涂层中，含钠活性材料与三元层状正极材料的质量比为(0.2-5):100；以所述正极涂层的质量为基准，所述含钠活性材料的含量为0.1wt％-7wt％；

技术总结本发明涉及电池技术领域，提供了一种锂电池的充放电方法及锂电池，所述锂电池包括负极片、隔膜及正极片，所述正极片包含正极集流体和设置于正极集流体上的正极涂层，所述正极涂层包括三元层状正极材料及含钠活性材料；所述方法包括：恒流充电至第一预设电压后停止充电，所述第一预设电压≥所述含钠活性材料的第二平台电压；恒流放电至第二预设电压后停止放电，所述第二预设电压≤所述含钠活性材料的第一平台电压；所述含钠活性材料的第二平台电压＞所述含钠活性材料的第一平台电压。本发明的锂电池具有较大的初始容量，且按照上述的充放电方法进行充放电能够在常温及高温条件下具有较大的循环圈数。技术研发人员：於洪将,卢书娟,张建飞,左永辉,王敏,江柯成受保护的技术使用者：江苏正力新能电池技术股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2