[發(fā)明專(zhuān)利]一種鋰離子二次電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710115842.5
• 申請(qǐng)日: 2017-03-01
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106876778B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋以仁;敖曉憑
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 張家港金盛蓮能源科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M10/0525
• 分類(lèi)號(hào): H01M10/0525;H01M4/36
• 代理公司: 蘇州啟華專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 32357
• 代理人: 徐偉華

本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰離子二次電池，所述電池包括正極、負(fù)極、隔膜及電解液，所述電池的負(fù)極所采用的負(fù)極活性材料包括如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：20~30%改性氟化碳、30%~50%石墨、2%~5%錫化物、30%~50%硅?碳復(fù)合物，其中，所述的改性氟化碳是由鎵化物、鈦化物、氟化碳按投料質(zhì)量比1:1~2:10~20經(jīng)球磨后制得的。本發(fā)明的鋰離子二次電池具有較好的低溫放電性能，同時(shí)在常溫下還具有較好的充電性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰離子二次電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池作為一種清潔環(huán)保的功能元件，目前已經(jīng)在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。例如，在消費(fèi)電子產(chǎn)品領(lǐng)域、電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域、儲(chǔ)能系統(tǒng)領(lǐng)域以及最近新興的平衡車(chē)領(lǐng)域等。

其中，在電動(dòng)車(chē)領(lǐng)域，例如快遞電動(dòng)車(chē)，在寒冷的冬季，在零下20℃的溫度條件下，電動(dòng)車(chē)的電池基本無(wú)法放電，給使用者帶來(lái)了很大的不便因此，如何在低溫下實(shí)現(xiàn)放電是本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問(wèn)題。而為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，申請(qǐng)?zhí)?016101846435（非水電解液及包含它的鋰離子電池）中提出了對(duì)電池的電解液進(jìn)行改進(jìn)，即電解液中采用了環(huán)狀硫酸酯類(lèi)化合物和鈉鹽作為添加劑，從而不僅能夠提高鋰離子電池的高溫循環(huán)性能，同時(shí)還能在-10℃的溫度條件下，0.5C放電至3.0V，其放電容量能達(dá)到常溫放電容量的78.37%，而申請(qǐng)?zhí)?014103742643（鋰離子電池及其電解液）中通過(guò)改進(jìn)電解液，添加氟代碳酸乙烯酯，使得該鋰電池在-10℃的溫度條件下，0.5C放電至3.0V，其放電容量能達(dá)到常溫放電容量的95%，但是其在更低的溫度條件下無(wú)法放電，對(duì)于快遞員對(duì)所使用的電動(dòng)車(chē)的需求，該低溫放電性能仍不能滿(mǎn)足其需求。同時(shí)，快遞員在使用電動(dòng)車(chē)的過(guò)程中，還需要電池能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電，以提高送貨效率。而目前，現(xiàn)有的鋰離子電池還不能同時(shí)滿(mǎn)足快充和低溫放電的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋰離子二次電池，其在-20℃的低溫下仍有較好的放電性能，同時(shí)在常溫下還具有較好的充電性能。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種鋰離子二次電池，所述電池包括正極、負(fù)極、隔膜及電解液，所述電池的負(fù)極所采用的負(fù)極活性材料包括如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：20~30%改性氟化碳、25%~50%石墨、2%~5%錫化物、25%~50%硅-碳復(fù)合物，其中，所述的改性氟化碳是由鎵化物、鈦化物、氟化碳按投料質(zhì)量比1:1~2:10~20經(jīng)球磨后制得的。

其中，氟化碳通常情況下應(yīng)用于電池的正極中，以形成導(dǎo)電路徑從而降低正極中的電阻，而本發(fā)明中，采用改性后的氟化碳，能夠有效改善電池負(fù)極的低溫放電性能，通過(guò)在氟化碳中加入鎵化物及鈦化物，能夠提高鋰離子進(jìn)出負(fù)極的速度，同時(shí)配合錫化物、硅-碳復(fù)合物、石墨能夠使得本發(fā)明的鋰離子電池在常溫下具有較好的充電性能。

優(yōu)選地，所述的鎵化物選自氮化鎵、砷化鎵、硒化鎵中的至少一種。

優(yōu)選地，所述的鈦化物為二氧化鈦。

優(yōu)選地，所述負(fù)極活性材料中還添加有5%~15%的鍺材料。

優(yōu)選地，所述電池的正極所采用的正極活性材料中包括如下質(zhì)量分?jǐn)?shù)的組分：20%~30%錳酸鋰、20%~30%鈷酸鋰、30%~50%鎳鈷錳酸鋰、10%~20%鎳鈷鋁酸鋰。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述正極活性材料的表面還包覆有一層保護(hù)層，所述保護(hù)層是由占所述正極活性材料質(zhì)量的1%~5%的M的氧化物構(gòu)成，所述M的氧化物是由氧化銅、氧化鎂、氧化釔按照質(zhì)量比1:1~2:1~3混合而成。通過(guò)在正極活性性材料的表面包覆保護(hù)層，使得即使在電極體內(nèi)部混入了導(dǎo)電性異物的情況下，也可以有效防止正極板與負(fù)極板間發(fā)生短路的現(xiàn)象，提高該鋰離子電池的安全系數(shù)。

進(jìn)一步優(yōu)選地，所述正極材料中還添加有1%~5%的鈦酸鋰。