[發(fā)明專利]一種鋰離子電池負極活性材料和高功率型鋰離子電池

在審

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• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111554924A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設計）人: 程傳捷;孫全;肖瑩;司曉影;程亮;韓云峰
• 申請（專利權）人: 雙登集團股份有限公司
• 主分類號: H01M4/583
• 分類號: H01M4/583;H01M10/0525
• 代理公司: 常州唯思百得知識產權代理事務所(普通合伙) 32325
• 代理人: 周穎潔

本發(fā)明涉及一種鋰離子電池負極活性材料和高功率型鋰離子電池，鋰離子電池負極活性材料具有負極活性物質，負極活性物質為石油焦、針狀焦、碳纖維、碳微球等未經過石墨化處理的軟碳材料的一種。高功率型鋰離子電池應用鋰離子電池負極活性材料。本發(fā)明負極活性物質采用石油焦、針狀焦、碳纖維、碳微球等未經過石墨化處理軟碳材料的一種，可以有效降低鋰離子電池成本。通過優(yōu)化負極活性材料在鋰離子電池中的用量，使電池的功率性能、低溫性能等達到最優(yōu)。

技術領域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種鋰離子電池負極活性材料和高功率型鋰離子電池。

背景技術

近年來，對儲能用鋰離子電池的研究和發(fā)展極為迅速。相比于鉛酸電池，鋰離子電池作為儲能電池的優(yōu)點有：能量密度高、無記憶效應、無污染、自放電小等。

然而鋰離子電池在儲能領域的推廣應用，目前表現(xiàn)還未盡預期，主要表現(xiàn)在原材料應用成本較高，造成鋰離子電池成本下降困難。目前為降低鋰離子電池價格，人們紛紛把目光集中在電池使用的原材料上，主要包括正極材料、負極材料、隔膜和電解液等。鋰離子負極材料占電池總成本的10％，負極材料是影響鋰離子電池性能好壞的關鍵，其價格的降低影響著鋰離子電池價格的降低，其種類和質量直接決定鋰離子電池的性能與價格。目前常規(guī)鋰離子電池碳負極材料包括天然石墨及其改性材料、中間相炭微球和石油焦類人造石墨。其中，天然石墨及其改性材料價格比較低，但是在充放電效率、大倍率性能和使用壽命方面有待進一步提高；中間相炭微球結構特殊，在比容電量、安全性、放電效率、循環(huán)壽命等方面具有顯著優(yōu)勢，但是其缺點是成本過高；石油焦類人造石墨的產品在放電效率和循環(huán)壽命方面比較突出，但也存在著高成本和制備工藝復雜的問題。

為了降低負極材料的生產成本，價廉和石墨化溫度低的軟碳材料是一個很好的選擇。軟碳是指在2500℃以上高溫處理能夠石墨化的無定形碳。軟碳的結晶度(即石墨化度)低，晶粒尺寸小，晶面間距(d002)較大，與各種電解液的相容性好，充放電平臺平穩(wěn)，倍率、低溫性能較好，因此以未經過石墨化處理的軟碳作為鋰離子電池負極材料是未來鋰離子電池研究的一個重要方向。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術的缺陷，提供一種鋰離子電池負極活性材料和高功率型鋰離子電池，解決了現(xiàn)有鋰電子電池成本居高不下以及功率性能差和低溫下放電性能不好等電性能的問題。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術方案是：一種鋰離子電池負極活性材料，具有負極活性物質，所述負極活性物質為石油焦、針狀焦、碳纖維、碳微球等未經過石墨化處理的軟碳材料的一種。

上述技術方案所述石油焦為海綿狀焦。

上述技術方案所述針狀焦為油系針尖焦。

上述技術方案所述碳纖維為瀝青基和黏膠基碳纖維中的一種。

本發(fā)明的目的還提供一種高功率型鋰離子電池，具有外殼、正極耳和負極耳，所述外殼的內部設有正極集流體、負極集流體、正極、隔膜、電解液、負極，所述負極具有所述的鋰離子電池負極活性材料。

上述技術方案所述鋰離子電池負極活性材料在所述負極中的重量比例為85％～95％。

上述技術方案所述正極中的活性材料為磷酸鐵鋰。

上述技術方案所述負極的容量為正極的容量的0.9～1.8倍。

上述技術方案所述負極的面密度為50～156g/m²。

上述技術方案所述外殼為軟包裝鋁塑復合膜。

采用上述技術方案后，本發(fā)明具有以下積極的效果：

本發(fā)明負極活性物質采用石油焦、針狀焦、碳纖維、碳微球等未經過石墨化處理軟碳材料的一種，可以有效降低鋰離子電池成本。通過優(yōu)化負極活性材料在鋰離子電池中的用量，使電池的功率性能、低溫性能等達到最優(yōu)。