[發明專利]可快速充電的鋰離子電池及其制備方法

無效

• 申請號: 200810052728.3
• 申請日: 2008-04-14
• 公開（公告）號: CN101262078A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 吳孟濤;徐寧;肖彩英;周大橋;孟凡玉;黃來和
• 申請（專利權）人: 天津巴莫科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/40
• 分類號: H01M10/40;H01M4/58;H01M4/48;H01M4/36;H01M10/38;H01M4/62
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司
• 代理人: 王顕

技術領域

本發明涉及鋰離子電池能源技術領域，特別是涉及一種可快速充電的鋰離子電池及其制備的方法。

背景技術

鋰離子蓄電池有比能量高、電壓平臺高、循環壽命長、工作溫度范圍寬、無記憶效應、對環境友好等特性，自問世以來，便得到迅猛的發展，廣泛應用于軍用和民用的各種便攜式用電器具，例如移動電話、筆記本電腦、電動工具、電子儀表等，并開始逐漸應用于電動汽車、武裝設備等。

在以往的研究和應用中，主要對鋰離子電池的放電性能、安全性能、儲存性能進行考核，對鋰離子電池的充電性能一般不做要求。但隨著鋰離子蓄電池在電動工具、電動車等上的應用，人們希望鋰離子蓄電池也具有良好的充電性能，以減少電池充電的等待時間。

目前鋰離子電池體系多為LiCoO₂/多元電解液體系/C，充電制式多采用先恒流充電(電流為小于等于1I_tA)，后恒壓充電，充電時間大于1小時。其大電流充電情況為：以10I_tA電流充電，在5分鐘內只能充電30％左右；以5I_tA電流充電，在10分鐘內只能充電50％左右。因此這種體系的快充效果較差，不能滿足電動工具、電動車電池快速充電的要求。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種具有較好的快充效果的可快速充放電的鋰離子電池及其制備方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種可快速充電的鋰離子電池，包括正電極、負電極、插在正電極和負電極之間的隔膜以及有機電解液，其中所述的負電極的活性材料為亞微米級鈦酸鋰，所述的正電極的活性材料為錳酸鋰(LiMn₂O₄)、磷酸鐵鋰(LiFePO₄)、鎳鈷酸鋰(LiNi_xCo_yM_zO₂)和三元材料(LiNi_xMn_xCo_1-2xO₂)中的一種或多種、或鈷酸鋰(LiCoO₂)與其中一種的混合物，所述的電解液以六氟磷酸鋰(LiPF₆)為電解質，以乙烯碳酸酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)和乙基甲基碳酸酯(EMC)的多元混合物為溶劑。

上述的亞微米級鈦酸鋰的粒度(D₅₀)小于10μm，比表面積大于1m²/g。

上述的LiNi_xCo_yM_zO₂中，M為Al、Mg、Sr、Sn、Mn或Fe，其中0＜X＜1，0＜Y＜1，0＜Z＜1，X+Y+Z＝1；所述的LiNi_xMn_xCo_1-2xO₂中，0＜X≤0.5。

一種可快速充電的鋰離子電池的制備方法，包括以下步驟：

1)將70％-98％重量的亞微米級鈦酸鋰、1％-15％重量的導電劑和1％-10％重量的粘結劑溶于溶劑中制成負極漿料，以10μm厚的銅箔為集流體，將負極漿料涂到銅箔上并干燥，制成極片，然后將極片碾壓、剪切制成負電極；

2)將70％-98％重量的正極活性物質、1％-10％的導電劑和1％-10％的粘結劑溶于溶劑中制成正極漿料，以15μm厚的鋁箔為集流體，將正極漿料涂敷到鋁箔上并干燥，制成極片，然后將極片碾壓、剪切制成正電極；

3)采用鋰離子電池專用聚丙烯樹脂隔膜為電池隔膜，電解液以LiPF₆為電解質，以乙烯碳酸酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、乙基甲基碳酸酯(EMC)的多元混合物為溶劑；

4)將所述的正電極(極片)、負電極(極片)與隔膜一起卷繞成電芯，放入電池殼內，然后注入電解液并封口；

5)化成后處理。

在上述的制備方法中，正、負電極的涂覆量均小于48mg/cm²。

上述的導電劑為超級導電炭黑或導電石墨。

上述的粘結劑為聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯。

上述的溶劑為N-甲基吡咯烷酮、二甲基酰胺或二甲基乙酰胺。