[發(fā)明專利]一種防止過放電的鋰電池碳負極

無效

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• 申請日: 2014-03-24
• 公開（公告）號: CN103840130A
• 公開（公告）日: 2014-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 龔本利;吳偉煌;范未峰;楊毅;張健
• 申請（專利權）人: 四川劍興鋰電池有限公司
• 主分類號: H01M4/133
• 分類號: H01M4/133
• 代理公司: 成都華典專利事務所(普通合伙) 51223
• 代理人: 楊保剛;徐豐

技術領域

本發(fā)明屬于鋰電池技術領域，具體涉及一種防止過放電的鋰電池碳負極。?

背景技術

碳素類材料包括石墨、中間相碳微球、軟碳、硬碳，由于其來源廣泛，電化學克容量高，電極電位低，是目前鋰離子電池應用最為廣泛的負極材料。

炭素負極與鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰等正極組成鋰離子電池，當電池放電到下限電壓以后，由于碳負極容量消耗殆盡，電位會迅速上升，進而發(fā)生負極集流體銅的溶解和在正極表面的析出。電池在長期儲存中也會有類似情況出現。銅溶解和析出造成電池循環(huán)壽命降低和充放電性能衰減。

鋰電池電池在成組使用時，過放的情況更加明顯。單體電池一致性受制造水平的影響，容量、電壓、內阻、自放電很難做到完全一致。因此低容量、低電壓、高內阻、高自放電的電池會被優(yōu)先放過；同時，不同電池循環(huán)衰減不一致也會加劇過放現象。

基于以上原因，有必要提供一種能防止碳負極鋰電池過放電現象的方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明為了解決現有鋰電池存在的不足，提供一種能夠防止過放電，提高鋰電池儲存壽命和使用壽命的鋰電池碳負極。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采用的技術方案是：

一種防止過放電的鋰電池碳負極，其特征在于，包括集流體，集流體的兩面涂覆有經過真空干燥的負極漿料層，所述負極漿料層由碳活性材料、過放電功能添加劑、導電劑和粘結劑混合而成；過放電功能添加劑為鈦酸鋰。

進一步地，所述碳活性材料、過放電功能添加劑、導電劑和粘結劑按照如下重量分混合：

碳活性材料????????????85—99份

?過放電功能添加劑??????1～15份

????導電劑????????????????0.5～5份

????粘結劑????????????????0.5～5份?。

進一步地，所述碳活性材料為石墨、中間相碳微球、軟碳、硬碳中的一種或者幾種的組合。

進一步地，所述導電劑為納米碳粉、碳納米管、氣相沉積碳纖維、石墨烯中的一種或者幾種的組合。

進一步地，所述粘結劑為丁苯橡膠、羧羥基纖維素鈉、聚偏二氟乙烯中的一種或者幾種的組合。

進一步地，所述集流體為銅箔。

與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

通過在炭負極中加入一定量的高電位的鈦酸鋰使得碳負極電池在放電下限電壓以后還有一部分容量，從而可以避免因為過放導致的集流體銅溶解和析出，提高了電池的儲存壽命和使用壽命。

附圖說明

圖1是實施例一、實施例二、對比例1和對比2進行的測試1（常溫下0.5C充電到4.2V，然后在4.2V下恒壓到0.02C；再將電池0.5C放電2.0V）得到的放電曲線圖；

圖2是實施例一、實施例二、對比例1和對比2進行的測試3（將電池組成4串電池組，在常溫和沒有單電芯過放保護裝置的條件下，以0.7C?充電、3C?放電進行充放電循環(huán)，電壓范圍為10.0V-16.8V）得到的循環(huán)曲線圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步的描述，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，并不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域的普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的其他所用實施例，都屬于本發(fā)明的保護范圍。

本發(fā)明的防止過放電的鋰電池碳負極，包括集流體，集流體的兩面涂覆有經過真空干燥的負極漿料層，負極漿料層由碳活性材料、過放電功能添加劑、導電劑和粘結劑混合而成；過放電功能添加劑為鈦酸鋰。

進一步地，所述的碳活性材料、過放電功能添加劑、導電劑和粘結劑按照如下重量分混合：

碳活性材料????????????85—99份

????過放電功能添加劑??????1～15份

????導電劑????????????????0.5～5份

????粘結劑????????????????0.5～5份

進一步地，所述碳活性材料為石墨、中間相碳微球、軟碳、硬碳中的一種或者幾種的組合。

進一步地，所述導電劑為納米碳粉（Super?P）、碳納米管（CNT）、氣相沉積碳纖維（VGCF）、石墨烯中的一種或者幾種的組合。

進一步地，所述粘結劑為丁苯橡膠（SBR）、羧羥基纖維素鈉（CMC）、聚偏二氟乙烯（PVDF）中的一種或者幾種的組合。

進一步地，所述集流體為銅箔。