[發明專利]一種鈦酸鋰電池及制造方法

有效

• 申請號: 201310706326.1
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103779600A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 趙亞;劉旭;馬偉華;顏雪冬
• 申請（專利權）人: 寧波維科電池股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0569;H01M10/058
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

1.一種鈦酸鋰電池，包括正極片、負極片、隔膜、電解液和外包裝，所述的正極片、負極片分別由正、負集流體和涂覆在正、負極集流體上的正、負極材料組成，其特征在于，負極材料包括負極活性物質、負極導電劑與負極粘結劑，負極材料中各組分的質量百分含量為：負極活性物質50-70%，負極導電劑15-25%，負極粘結劑15-25%；所述負極活性物質為LiNi_0.33Co_0.33Mn_0.33O₂、LiNi_0.3Co_0.35Mn_0.35O₂、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂、LiNi_0.4Co_0.3Mn_0.3O₂、LiNi_0.2Co_0.35Mn_0.45O₂中的至少一種。

2.根據權利要求1所述的一種鈦酸鋰電池，其特征在于，正極材料包括正極活性物質、正極導電劑、增稠劑與正極粘結劑，所述正極活性物質為鈦酸鋰Li₄Ti₅O₁₂，正極導電劑為超導炭黑、鱗片石墨、碳納米管、碳纖維中的至少一種，正極粘結劑為丁苯橡膠、有機烯酸或羧酸酯類，增稠劑為聚甲基丙烯酸酯，正極材料中各組分的質量百分含量為：正極活性物質，67-92%，正極導電劑3-15%，正極粘結劑3-15%，增稠劑2-3%。

3.根據權利要求1所述的一種鈦酸鋰電池，其特征在于，負極活性物質間的質量比為1:1。

4.根據權利要求1所述的一種鈦酸鋰電池，其特征在于，電解液的溶劑為有機氟化酯、有機碳酸酯、有機腈酯的混合液，電解質為LiPF₆、LiBOB、LiBF₄、LiODFB、LiN(CF₃SO₂)₂、LiCF₃SO₃中的至少一種；其中，有機氟化酯、有機碳酸酯、有機腈酯的體積比為1:2-3:1.5-2。

5.根據權利要求1所述的一種鈦酸鋰電池，其特征在于，以N-甲基吡咯烷酮為制作漿料的溶劑，所述的負極粘結劑為聚偏氟乙烯或丁苯橡膠，導電劑選自超導炭黑、鱗片石墨、碳納米管、碳纖維中的至少一種。

6.根據權利要求1或2或3或5所述的一種鈦酸鋰電池，其特征在于，正、負極集流體均采用鋁箔，鋁箔的厚度為15～20μm。

7.一種如權利要求1所述的一種鈦酸鋰電池的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步驟：

a）制作正、負極片：將負極材料分散在有機溶劑中，攪拌均勻后得到負極漿料，涂覆于負極集流體上，在100～140℃烘干后輥壓得到負極片；將正極材料溶于水中，攪拌均勻后涂覆于正極集流體上，在90～120℃烘干后經輥壓正極片；

b）極片烘烤：將上述極片放入真空烘箱中130-150℃烘烤24-36h，持續抽真空，控制正、負極極片水分含量≤200ppm；

c）制作電芯：將步驟b）得到的正、負極片裁剪后，按照正極片、隔膜、負極片的順序采用疊片式結構或卷繞式結構制成電芯；

d）焊接包裝：將電芯中的正、負極片分別將極耳焊接在一起，形成正、負極引出端，將電芯放入鋁塑包裝袋中，分別引出正、負極耳，在極耳膠處加熱，使鋁塑袋的塑膠與極耳膠熔合，軟包電池的一側為開口狀態，留待電解液注入；

e）封裝注液：將高壓電解液注入電芯后，封好注液口；

f）化成分容：將包裝好的電池預充、化成、分容后即得到具有高能量密度的鈦酸鋰軟包鋰電池。

8.根據權利要求7所述的一種鈦酸鋰電池的制造方法，其特征在于，步驟a）中負極片輥壓后的厚度為100～300μm，壓實密度為2.5～3.3g/cm³；正極片輥壓后的厚度為60～200μm，壓實密度為1.3～2.0g/cm³。

9.根據權利要求8所述的一種鈦酸鋰電池的制造方法，其特征在于，步驟a）中在負極漿料的粘度為1000-3000?mPa·s，攪拌均勻后過篩，100-120目。