[發明專利]一種鈦酸鋰與鎳鈷酸鋰體系鋰離子電池及其制備方法

無效

• 申請號: 201110220045.6
• 申請日: 2011-08-03
• 公開（公告）號: CN102299368A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 李寶玉;邵志勇;原駿;王保;劉興福
• 申請（專利權）人: 珠海鋰源動力科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/525;H01M4/62;H01M10/058
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 譚英強

技術領域

本發明屬于鋰離子動力電池領域，涉及一種鈦酸鋰為負極原材料，鎳鈷酸鋰二元材料為正極主要物質的大容量、高功率鋰離子動力電池制造技術。?

背景技術

鋰離子電池由于其能量密度高，體積輕，重量小，環保無污染，成為新型電池發展的首選。隨著電動汽車、各種備用或儲能電源、國防工業以及電力儲能系統等的迅猛發展，對二次電池的大電流充放性能、能量密度、循環壽命、安全性等方面提出了更高的要求。?

石墨作為傳統負極主要活性物質，具有性能穩定、比能量較高的特點。目前的鋰離子電池體系中，都是以石墨作為主要負極活性物質的體系。然而石墨為負極的鋰離子電池體系，也有自身固有的缺陷。如電壓過高容易“析鋰”，造成安全性隱患，目前商品化的鋰離子電池負極材料大多都是嵌鋰碳材料。負極材料表面形成的保護膜，在循環使用過程中由于持續不斷的化學反應及晶型變化，也在不斷的影響電池的循環性及電性能。并最終造成性能下降及電池衰減。?

鈦酸鋰負極材料為尖晶石結構鈦酸鋰超細粉末，具有良好的循環性能和優良的充放電平臺。?在Li嵌入或脫出過程中，晶型不發生變化，體積變化小于1%，因此被稱為“零應變材料”，能夠避免充放電循環中由于電極材料的來回伸縮而導致結構的破壞，從而提高電極的循環性能和使用壽命。Li₄Ti₅O₁₂的化學擴散系數比碳負極材料中的擴散系數高一個數量級，從而使得該負極材料可以快速充放電。?

但鈦酸鋰作為負極，由于其對鋰電位為1.55V，相對于碳負極高出很多，從而降低了電池的相對電壓，從而降低了電池的能量密度。磷酸亞鐵鋰材料雖然本身安全性好，但其與鈦酸鋰組合制造的電池電壓較低。?

鎳鈷酸鋰，其中不含有錳的成分，降低了John-Tell效應對它的影響，提高了電池的循環壽命和儲存性能。同時，鎳鈷酸鋰二元材料克容量較高，可高達170mAh/g，安全性較鈷酸鋰要好。因此鎳鈷酸鋰材料、鈦酸鋰材料制造鋰離子動力電池是理想的選擇。?

發明內容

本發明的目的是為了提供一種以鈦酸鋰為負極、鎳鈷酸鋰為正極制作大容量高功率塑料殼鋰離子動力電池及其制備方法。?

本發明解決其技術問題的解決方案是：?

一種鈦酸鋰與鎳鈷酸鋰體系鋰離子電池，其負極材料由鈦酸鋰85~95%、粘合劑3~10%、導電劑3~10%組成，其正極材料由鎳鈷酸鋰85~95%、粘合劑3~10%、導電劑3~10%組成；其中，百分數均為質量百分數。

優選的，負極材料的粘合劑組分為油性粘合劑。?

優選的，正極材料的粘合劑組分為水性粘合劑或油性粘合劑。?

優選的，油性粘合劑為PVDF。?

優選的，水性粘合劑為W811、W812、LA132。?

優選的，所述導電劑為SP、超導碳黑、導電石墨、碳納米管中的至少一種。?

上述的鋰離子電池的制備方法，包括如下步驟：?

1)??????將上述的正、負極材料分別溶于溶劑，分別經過高速攪拌后配制成正、負極漿料；

2)??????將正、負漿料分別均勻地涂布于鋁箔上，鋁箔經過真空烘烤5～12?h，輥壓，分切成正、負極片；

3)??????極片經過真空烘烤30～48?h，進入疊片工序，正負極板被裝配成電芯；

4)??????電芯封裝于塑料殼體，經真空烘烤48～96?h，注液、化成分容制作成鋰離子電池。

優選的，真空的壓力為－0.07～－0.1MPa。?

優選的，烘烤溫度為65～120℃。?

優選的，正、負極材料若選用水性粘合劑，步驟1）所述的溶劑為純水。?

優選的，正、負極材料若選用油性粘合劑，步驟1）所述的溶劑為NMP。?

本發明的有益效果是：本發明涉及的鋰離子電池容量大，安全性能高，倍率充放電優良，循環壽命長，體積比能量高，較適合在混合動力汽車、光電儲能設施，國防應用領域和高規格電力儲能系統等多方面的應用。?

附圖說明

圖1是實施例1鎳鈷酸鋰-鈦酸鋰電池的充放電曲線；?

圖2是實施例1鎳鈷酸鋰-鈦酸鋰電池性能檢測數據循環圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發明作進一步的說明，但并不局限于此。?

下述一種鈦酸鋰與鎳鈷酸鋰體系鋰離子電池，包括正極、負極、隔膜、電解液和外殼。?

隔膜為：PP材質的單層PP隔膜；?