[發明專利]一種快充型鈦酸鋰電池及其制備方法

在審

• 申請號: 201711218126.6
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107959020A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發明（設計）人: 孫磊;安富強
• 申請（專利權）人: 山西長征動力科技有限公司
• 主分類號: H01M4/48
• 分類號: H01M4/48;H01M10/0525;H01M10/058
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙)11210
• 代理人: 李常芳

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，特別是涉及一種快充型鈦酸鋰電池及其制備方法。

背景技術

電動汽車的快充技術是目前研究熱點之一，這就要求鋰離子電池具有高安全性，高功率密度和長壽命。目前商品化的鋰離子電池負極材料大多為石墨材料，石墨的嵌鋰電位接近鋰電位，電池過充時，石墨負極表面易析出金屬鋰，存在安全隱患。新型鋰離子電池負極材料鈦酸鋰對鋰電位1.55V，較高電位避免了鋰枝晶的形成，提高了電池的安全性能。鈦酸鋰充放電時形變小而被稱為“零應變材料”，具有優異的循環性能，同時鈦酸鋰的鋰離子遷移速率高，倍率性能好。和鈦酸鋰匹配的正極材料鈷酸鋰具有工作電壓高、比能量高，循環性能好等優點，是目前應用最為廣泛的正極材料。不過鈦酸鋰材料存在電子導電率低的缺點，因此解決鈦酸鋰的相應缺點，使其在具有良好的循環性能和安全性能的同時具備快速充電和低溫充電能力，進一步推動鈦酸鋰電池在電動汽車、儲能等領域的應用。

發明內容

針對相關技術中的問題，本發明提出一種快充型鈦酸鋰電池及其制備方法，能夠有效解決上述問題。

為實現上述技術目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

一種快充型鈦酸鋰電池，由正極、負極、隔膜、電解液和鋁塑膜組成，正極包括正極材料和正集流體，負極包括負極材料和負集流體；所述正極材料由以下質量百分比組成：85～95%的鈷酸鋰，1%～6%的正極粘結劑，1%～6%的正極導電劑；所述負極材料由以下質量百分比組成：85～95%的鈦酸鋰，0.1%～2%的二氧化鈦，1%～6%的負極粘結劑，1%～6%的負極導電劑。

進一步的，所述正極集流體和負極集流體材料均為鋁箔。

進一步的，所述正極粘結劑和負極粘結劑為聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡膠、羧甲基纖維素鈉中的一種或多種。

進一步的，所述正極導電劑和負極導電劑為石墨烯、超導炭黑、導電石墨、碳纖維、碳納米管中的一種或多種。

進一步的，所述二氧化鈦的類型為銳鈦礦型和/或金紅石型。

一種快充型鈦酸鋰電池的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：正、負極片制備：按配比稱取鈷酸鋰、正極粘結劑和正極導電劑進行干粉攪拌，接著分三次加入N-甲基吡咯烷酮高速分散制成正極漿料，將正極漿料均勻涂覆于正極集流體上，在80～150℃下烘烤10～30h后輥壓得到正極極片；按配比稱取鈦酸鋰、二氧化鈦、負極粘結劑和負極導電劑進行干粉攪拌，接著分三次加入N-甲基吡咯烷酮高速分散制成負極漿料，將負極漿料均勻涂覆于負極集流體上，在80～150℃下烘烤10～30h后輥壓得到負極極片；

步驟2：半成品電池制備：正極片、負極片在80～150℃下真空烘烤10～30h，將正極片、負極片和隔膜經過疊片制成電芯并封裝于鋁塑膜內；

步驟3：成品電池制備：將電芯在60～120℃下真空烘烤10～30h后，經過注液、化成、老化、分容，即得到一種快充型鈦酸鋰電池。

進一步的，步驟1中干粉攪拌速度為公轉10～40r/min，自轉0r/min，攪拌時間為0.5～2h。

進一步的，步驟1中高速分散攪拌速度為公轉10～40r/min，自轉1000～3000r/min，攪拌時間為2～5h。

進一步的，步驟3中老化溫度為40～100℃，老化時間為1～7天。

本發明的有益效果：本發明一種快充型鈦酸鋰電池及其制備方法實現（1）在電池負極中添加微量的二氧化鈦，并對導電劑配方進行優化設計，解決了鈦酸鋰導電性差的缺點。本發明的電池在具有良好的循環性能和安全性能的同時具備快速充電和低溫充電能力；（2）制備方法操作簡單，分散效率高，適合生產。

具體實施方式

下面將對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施 例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通 技術人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

實施例1