[發(fā)明專利]一種不脹氣的鈦酸鋰電池

在審

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• 申請日: 2017-11-09
• 公開（公告）號: CN107887648A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳雄志;李鑫
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽智森電子科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/0568;H01M10/0569;H01M10/0525
• 代理公司: 北京輕創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11212
• 代理人: 沈尚林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鈦酸鋰電池，具體涉及一種不脹氣的鈦酸鋰電池。

背景技術(shù)

目前商品化的鋰離子電池負(fù)極材料大多是嵌鋰碳材料，由于嵌鋰后碳電極的電位與金屬鋰的電位很接近，當(dāng)電池過充時，碳電極表面易析出金屬鋰，它與電解液反應(yīng)產(chǎn)生可燃?xì)怏w混合物，因而給電池、特別是動力電池造成很大的安全隱患。同時，石墨電極還存在電解液的共嵌入問題，這也將影響電極的循環(huán)穩(wěn)定性。因此，尋找比碳負(fù)極在稍正的電位下嵌入鋰、廉價易得、安全可靠的新型負(fù)極材料是必要的。其中低電位過渡金屬氧化物及復(fù)合氧化物作為鋰離子電池的負(fù)極材料引起了人們的廣泛注意，鈦酸鋰是其中廣受關(guān)注的材料之一。鈦酸鋰相對于鋰電極的電位為1.55V，理論比容量為175mAh/g，實際比容量150～160mAh/g。在Li嵌入或脫出過程中，晶型不發(fā)生變化，體積變化小于1％，因此被稱為“零應(yīng)變材料”，這具有重要意義，能夠避免充放電循環(huán)中由于電極材料的來回伸縮而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的破壞，從而提高電極的循環(huán)性能和使用壽命，減少了隨循環(huán)次數(shù)增加而帶來比容量大幅度的衰減，使鈦酸鋰具有比碳負(fù)極更優(yōu)良的循環(huán)性能。在25℃下，鈦酸鋰的化學(xué)擴散系數(shù)為2×10^-8cm²/s，比碳負(fù)極材料中的擴散系數(shù)大一個數(shù)量級，高的擴散系數(shù)使得該負(fù)極材料可以快速、多循環(huán)充放電。

但是，在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，以鈦酸鋰為負(fù)極的電池在高溫時容易脹氣，導(dǎo)致電池外殼變形，向外折氣，極大地降低了電池的理論循環(huán)壽命，影響了電池的各項性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于：提供一種不脹氣的鈦酸鋰電池。

為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種不脹氣的鈦酸鋰電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液，所述的電解液包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑，所述的添加劑為二氟草酸硼酸鋰、1,8-萘磺酸內(nèi)酯、二氟磷酸鋰的組合物；所述的有機溶劑為丙酸乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯的組合物；所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰，鋰鹽的濃度為0.5-1M。

優(yōu)選地，所述的添加劑中二氟草酸硼酸鋰、1,8-萘磺酸內(nèi)酯、二氟磷酸鋰的質(zhì)量比為1:(1.5-2.5):(0.5-1.5)。

優(yōu)選地，所述的有機溶劑中丙酸乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯的質(zhì)量比為1:(1-2):(1.5-2.5)。

優(yōu)選地，所述的添加劑占鋰鹽和有機溶劑總質(zhì)量的1-2％。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的鈦酸鋰電池的電解液可使得鈦酸鋰電池的表面形成優(yōu)良的SEI膜，能阻止電解液與負(fù)極為鈦酸鋰材料的直接接觸，因此可以有效抑制鈦酸鋰電池的產(chǎn)氣以避免電池在高溫時脹氣。

具體實施例

實施例1

一種不脹氣的鈦酸鋰電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液，所述的電解液包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑，所述的添加劑為二氟草酸硼酸鋰、1,8-萘磺酸內(nèi)酯、二氟磷酸鋰的組合物；所述的有機溶劑為丙酸乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯的組合物；所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰，鋰鹽的濃度為0.5-1M。

所述的添加劑中二氟草酸硼酸鋰、1,8-萘磺酸內(nèi)酯、二氟磷酸鋰的質(zhì)量比為1:1.5:0.5。

所述的有機溶劑中丙酸乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯的質(zhì)量比為1:1:1.5。

所述的添加劑占鋰鹽和有機溶劑總質(zhì)量的1％。

實施例2

一種不脹氣的鈦酸鋰電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液，所述的電解液包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑，所述的添加劑為二氟草酸硼酸鋰、1,8-萘磺酸內(nèi)酯、二氟磷酸鋰的組合物；所述的有機溶劑為丙酸乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯的組合物；所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰，鋰鹽的濃度為0.5-1M。

所述的添加劑中二氟草酸硼酸鋰、1,8-萘磺酸內(nèi)酯、二氟磷酸鋰的質(zhì)量比為1:2:1。

所述的有機溶劑中丙酸乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯的質(zhì)量比為1:1.5:2。

所述的添加劑占鋰鹽和有機溶劑總質(zhì)量的1.5％。

實施例3

一種不脹氣的鈦酸鋰電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、電解液，所述的電解液包括鋰鹽、有機溶劑以及添加劑，所述的添加劑為二氟草酸硼酸鋰、1,8-萘磺酸內(nèi)酯、二氟磷酸鋰的組合物；所述的有機溶劑為丙酸乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯的組合物；所述的鋰鹽為六氟磷酸鋰，鋰鹽的濃度為0.5-1M。

所述的添加劑中二氟草酸硼酸鋰、1,8-萘磺酸內(nèi)酯、二氟磷酸鋰的質(zhì)量比為1:2.5:1.5。

所述的有機溶劑中丙酸乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯的質(zhì)量比為1:2:2.5。

所述的添加劑占鋰鹽和有機溶劑總質(zhì)量的2％。