[發明專利]一種鈦酸鋰電池

在審

• 申請號: 201710396193.0
• 申請日: 2017-05-27
• 公開（公告）號: CN107195968A
• 公開（公告）日: 2017-09-22
• 發明（設計）人: 王振峰;鐘莎莎;王海濤;許輝;饒睦敏
• 申請（專利權）人: 深圳市沃特瑪電池有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術領域】

本發明涉及電池材料技術領域，尤其涉及一種鈦酸鋰電池。

【背景技術】

尖晶石型的鈦酸鋰(Li₄Ti₅O₁₂)作為鋰離子電池的負極材料，具有鋰離子脫嵌過程零應變、相對于鋰1.5V的高電壓平臺、理論上不會形成SEI膜及不易引起金屬鋰析出等優點，在快充型動力電池、啟停電池和儲能電池等領域具有一定的優勢。然而，采用鈦酸鋰作為負極材料的鋰離子電池在充放電及儲存過程中極易發生脹氣，導致鋰離子電池外殼變形，向外析氣，極大地降低了鋰離子電池的理論循環壽命，影響了鋰離子電池的各項性能。

鑒于此，實有必要提供一種新型的鈦酸鋰電池以克服以上缺陷。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種能夠抑制鋰離子電池脹氣、提高鋰離子電池的高溫循環性能、儲存性能及低溫輸出性能的鈦酸鋰電池。

為了實現上述目的，本發明提供一種鈦酸鋰電池，包括正極片、負極片、隔膜及電解液；所述正極片包括正極集流體及涂覆于正極集流體上的正極活性物質，所述負極片包括負極集流體及涂覆于負極集流體上的負極活性物質，所述電解液包括有機溶劑、鋰鹽及功能添加劑，所述功能添加劑為聚硅醚及二氟磷酸鋰；所述正極片、隔膜及負極片卷繞后注入所述電解液。

在一個優選實施方式中，所述聚硅醚在所述電解液中的質量分數為2～10％；所述二氟磷酸鋰在所述電解液中的質量分數為0.1～2％。

在一個優選實施方式中，所述聚硅醚在所述電解液中的質量分數為6％；所述二氟磷酸鋰在所述電解液中的質量分數為1％。

在一個優選實施方式中，所述電解液還包括負極成膜劑，所述負極成膜劑包括碳酸亞乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、1，3-丙磺酸內酯及氟代碳酸乙烯酯中的一種或幾種；所述負極成膜劑在所述電解液中的質量分數為0.1～2％。

在一個優選實施方式中，所述鋰鹽為LiPF₆、LiBF₄、LiBOB、LiDFOB、LiCF₃SO₃、LiC(CF₃SO₂)₃、LiN(CF₃SO₂)₂及LiN(FSO₂)₂中的一種或多種；所述鋰鹽的濃度為0.3mol/L～1.2mol/L。

在一個優選實施方式中，所述有機溶劑包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯和丙酸乙酯中的一種或多鐘。

在一個優選實施方式中，所述隔膜為聚乙烯單層膜、聚丙烯單層膜、PP/PE/PP三層復合膜、聚丙烯纖維、聚丙烯腈纖維、聚乙烯醇縮甲醛纖維、聚乙二醇對苯二甲酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚酰胺纖維、聚對苯二甲酰對苯二胺及植物纖維素中的一種，所述隔膜的基材孔隙率為40～60％，孔徑為30～300nm，厚度為7～20μm。

在一個優選實施方式中，所述正極活性物質為鎳鈷錳酸鋰三元材料，所述鎳鈷錳酸鋰三元材料中Ni：Co：Mn＝1：1：1或5：2：3，所述鎳鈷錳酸鋰三元材料的D50為1.5～16μm。

在一個優選實施方式中，所述負極活性物質為金屬摻雜、石墨烯包覆及碳包覆的鈦酸鋰材料的一種或多種；所述負極活性物質的D50為7～14μm。

在一個優選實施方式中，所述負極活性物質為金屬摻雜、石墨烯包覆及碳包覆的鈦酸鋰材料的一種或多種；所述負極活性物質的D50為7～14μm。

相比于現有技術，本發明提供的鈦酸鋰電池，電解液中添加了聚硅醚及二氟磷酸鋰，抑制了LiPF₆的分解，降低了HF含量，提高了電解液與鈦酸鋰界面的穩定性，有效地改善了鈦酸鋰脹氣問題，提升了鈦酸鋰動力電池的高溫循環性能與儲存性能、低溫輸出性能。

【附圖說明】

圖1為本發明提供的對比例1所制備的對比例鈦酸鋰電池及實施例7所制備的實施例鈦酸鋰電池在25℃狀態下6C的充放電循環性能圖；

圖2為本發明提供的實施例7所制備的鈦酸鋰電池在55℃狀態下1C的充放電循環性能圖；

圖3為本發明提供的實施例7所制備的鈦酸鋰電池在65℃狀態下1C的充放電循環性能圖；

圖4為本發明提供的實施例7所制備的鈦酸鋰電池在-20℃、-30℃和-40℃狀態下1C放電性能測試圖。

【具體實施方式】