[發(fā)明專利]一種鋰離子電池負極材料

無效

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• 申請日: 2010-06-21
• 公開（公告）號: CN101859890A
• 公開（公告）日: 2010-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 袁卉軍;劉長昊;何信;侯桃麗;黃斌
• 申請（專利權(quán)）人: 惠州市賽能電池有限公司
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133;H01M4/131;H01M4/62
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任海燕

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子電池負極材料改進。

背景技術(shù)

目前，鋰離子電池所用的正極材料大多為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料等，其組分主要是活性材料(鈷酸鋰、錳酸鋰、三元等)加導電劑再加粘結(jié)劑；負極材料大多采用石墨為活性物質(zhì)，再添加一些導電劑和粘結(jié)劑；這樣的正負極材料組成的體系有個共同的特點就是放電后期(3.3V以下)，尤其是在放電結(jié)束時(3.0V)，電壓下降非?？?，也就是在這個電壓區(qū)間里面，鋰離子電池的容量幾乎沒有了。

目前，由于鋰離子電池的安全問題，大多數(shù)鋰電Pack在組裝時都會加保護板；但是，由于保護板自身固有的缺陷，在裝上鋰電池后，會存在一定大小的漏電流，一般該漏電流在10uA左右。由于有該漏電流的存在，鋰離子電池很容易因為該漏電流而電壓不斷下降，最終導致鋰離子電池失效；尤其是在用戶使用完用電器后不及時充電，該漏電流會迅速使鋰電池失效。若以一個1000mAh的鋰離子電池為例，該電池保護板漏電流為10uA，用戶使用完后剩余容量為1％，那么該電池則只需經(jīng)過時間t＝(1000*1％)/(10/1000)＝1000h，也就是41天后該電池就會失效。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鋰離子電池負極材料，采用該負極材料制備的鋰離子電池，能有效地改善因為保護板自放電而造成的鋰離子電池失效問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實現(xiàn)的方案是：

一種鋰離子電池負極材料，按重量百分比計算，包含活性物質(zhì)石墨70～90％、鈦酸鋰0.5～20％、導電劑1～5％和粘結(jié)劑1～5％。

優(yōu)選地，按重量百分比計算，包含活性物質(zhì)石墨85％、鈦酸鋰5％、導電劑5％和粘結(jié)劑5％。

所述導電劑為石墨或乙炔碳黑，粘結(jié)劑為PVDF樹脂或聚偏氟乙烯。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點在于：

本發(fā)明在不改變現(xiàn)有鋰離子電池正極的情況下，在負極材料里面添加一定量(0.5％～20％)的鈦酸鋰(Li4Ti5O12)來改善鋰離子電池因為保護板自放電而造成的失效，從而改善整個電池的放電平臺。由于添加的鈦酸鋰會在2.5V附近形成一個小平臺，該平臺長短會隨著鈦酸鋰添加量增多而加長；電池放電平臺加長也就是電池容量增多。本發(fā)明通過利用添加一定量鈦酸鋰所增加的容量，可以有效地避免因為保護板自放電而造成的鋰離子電池失效。從而保證用戶使用完用電器而不充電的情況下可以儲存較長的時間。

附圖說明

圖1是現(xiàn)有鋰離子電池的放電曲線；

圖2是利用本發(fā)明負極材料制備的鋰離子電池的放電曲線。

具體實施方式

本發(fā)明旨在保護一種通過在鋰離子電池負極材料中添加適量的鈦酸鋰來改變現(xiàn)有鋰電池存在漏電流的技術(shù)方案。本發(fā)明不同于一般現(xiàn)有技術(shù)方案那般僅僅把鈦酸鋰作為負極活性物質(zhì)，本發(fā)明是在以石墨材料為活性物質(zhì)的負極體系中添加少量的鈦酸鋰來改變負極材料組分和配比，從而來改善鋰離子電池因為保護板自放電而造成的鋰電池的失效。

下面以具體的實施例來說明負極材料中添加鈦酸鋰對整個鋰電池放電平臺的效果。以1000mAh鋰離子電池為例，向該負極材料中分別添加不同含量的鈦酸鋰。

實施例一、

制備一種鋰電池負極材料，其組分和配比是：包含活性物質(zhì)石墨89％、鈦酸鋰1％、導電劑5％和粘結(jié)劑5％。由該負極材料制成鋰電池，實驗測得具有該電池的電器使用后，該電池可以存儲的時間為t＝(1000*1％+1000*1％)/(10/1000)＝2000h，即83天.

實施例二、

、制備一種鋰電池負極材料，其組分和配比是：包含活性物質(zhì)石墨87％、鈦酸鋰5％、導電劑3％和粘結(jié)劑5％。由該負極材料制成鋰電池，實驗測得具有該電池的電器使用后，該電池可以存儲的時間為t＝(1000*1％+1000*5％)/(10/1000)＝6000h，也就是250天.

實施例三、

制備一種鋰電池負極材料，其組分和配比是：包含活性物質(zhì)石墨72％、鈦酸鋰10％、導電劑3％和粘結(jié)劑5％。由該負極材料制成鋰電池，實驗測得具有該電池的電器使用后，該電池可以存儲的時間為t＝(1000*1％+1000*10％)/(10/1000)＝11000h，也就是458天.