[發(fā)明專利]一種快充型鋰離子電池

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911211662.2
• 申請(qǐng)日: 2019-12-02
• 公開（公告）號(hào): CN111082127A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 向富友
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東維都利新能源有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0525
• 分類號(hào): H01M10/0525;H01M4/485;H01M4/58;H01M4/62;H01M2/16
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 李盛洪

本發(fā)明提供了一種快充型鋰離子電池，包括正極、負(fù)極、隔膜和電解液，該鋰離子電池由正極、負(fù)極和隔膜安裝在電池殼內(nèi)，向電池殼內(nèi)部注入電解液后密封制成，所述正極按質(zhì)量百分比由鈷酸鋰97.3％、乙炔黑1.5％和聚偏二氟乙烯1.2％組成，所述負(fù)極按質(zhì)量百分比由仲炭微珠95％、乙炔黑2％、羧甲基纖維素1.3％、丁苯橡膠1.7％組成，所述隔膜為陶瓷隔膜，所述電解液為非水電解液。該鋰離子電池提升了電池的快充性能，有效改善電池的倍率循環(huán)性能，特別是大電流倍率(10C)循環(huán)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種快充型鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性能好等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于手機(jī)、平板電腦等消費(fèi)領(lǐng)域和電動(dòng)汽車、儲(chǔ)能基站等動(dòng)力領(lǐng)域。然而，隨著設(shè)備智能化程度的增加，提升電子設(shè)備的續(xù)航能力是亟待解決的問題。如果電子設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)快速充電，就能夠保障設(shè)備的持續(xù)續(xù)航能力。鋰離子電池的快速充放電容量和性能在很大程度上卻決于陽極材料的結(jié)構(gòu)和性能，當(dāng)前商業(yè)化的陽極材料幾乎均是碳材料，可概括為改性石墨，軟碳和硬碳材料。石墨材料結(jié)構(gòu)比較規(guī)整以及嵌鋰電位低，比容量較高(372mAh/g)。但是與電解液的相容性較差，充放電過程容易發(fā)生石墨層狀剝落，導(dǎo)致循環(huán)性能變差，不利于大倍率充放電。尤其是在高倍率下石墨負(fù)極的惡化更加嚴(yán)重，因此負(fù)極是限制快充性能的主要因素。另一方面，石墨負(fù)極的嵌鋰電位接近金屬鋰電位，當(dāng)進(jìn)行大電流充電時(shí)，電池中極化增加，導(dǎo)致負(fù)極表面析鋰；大倍率充電還會(huì)帶來電池內(nèi)阻的增大引起電池發(fā)熱嚴(yán)重，導(dǎo)致一系列副反應(yīng)，如電極/電解液界面反應(yīng)加劇、產(chǎn)氣等問題，嚴(yán)重惡化電池性能，甚至帶來安全問題。

因此，開發(fā)快充型鋰離子電池迫在眉睫，其相關(guān)性能要求也越來越高，降低電池的內(nèi)阻、減小電極極化都至關(guān)重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種快充型鋰離子電池，提升了電池的快充性能，有效改善電池的倍率循環(huán)性能，特別是大電流倍率(10C)循環(huán)性能。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種快充型鋰離子電池，包括正極、負(fù)極、隔膜和電解液，該鋰離子電池由正極、負(fù)極和隔膜安裝在電池殼內(nèi)，向電池殼內(nèi)部注入電解液后密封制成，所述正極按質(zhì)量百分比由鈷酸鋰97.3％、乙炔黑1.5％和聚偏二氟乙烯1.2％組成，所述負(fù)極按質(zhì)量百分比由仲炭微珠95％、乙炔黑2％、羧甲基纖維素1.3％、丁苯橡膠1.7％組成，所述隔膜為陶瓷隔膜，所述電解液為非水電解液。

作為優(yōu)選，所述鈷酸鋰顆粒平均粒徑為5～8μm，所述正極的面密度為10～12mg/cm²，所述正極壓實(shí)后密度為3.5～3.6g/cm³。

作為優(yōu)選，所述仲炭微珠平均粒徑為10～20μm，所述負(fù)極面密度為4～6mg/cm²，所述負(fù)極壓實(shí)后密度為1.4～1.5g/cm³。

作為優(yōu)選，所述電解液包括溶劑、鋰鹽、成膜添加劑、氟代酯類添加劑和有機(jī)腈類添加劑，所述溶劑為環(huán)狀/鏈狀碳酸酯和線性羧酸酯組成，所述鋰鹽在溶劑中的摩爾濃度為1.3～1.5mol/L。

作為優(yōu)選，所述環(huán)狀碳酸酯包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、γ-丁內(nèi)酯中的至少一種，所述鏈狀碳酸酯包括碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯中的至少一種，所述線性羧酸酯包括乙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸丙酯、丙酸丙酯、醋酸甲酯、丁酸乙酯中的至少一種。

作為優(yōu)選，所述成膜添加劑包括碳酸亞乙烯酯、1，3-丙磺酸內(nèi)酯、氟代碳酸乙烯酯、碳酸乙烯亞乙酯、亞硫酸乙烯酯、硫酸乙烯酯、甲烷二磺酸亞甲酯中的至少一種。