[發明專利]一種電動牙刷或電動剃須刀用鋰離子二次電池負極的制備方法

在審

• 申請號: 202010155206.7
• 申請日: 2020-03-09
• 公開（公告）號: CN111211293A
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 楊旭;朱晶;楊宇雯
• 申請（專利權）人: 楊旭;朱晶
• 主分類號: H01M4/1391
• 分類號: H01M4/1391;H01M4/04;H01M4/36;H01M4/485;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 泰興市致澤專利代理事務所(普通合伙) 32387
• 代理人: 孫軍

本發明涉及一種電動牙刷或電動剃須刀用鋰離子二次電池負極的制備方法，通過將硼、氮摻雜的石墨烯沉積在鈦酸鋰上作為負極活性物質，可以在負極活性物質表面部分生成SEI膜，并在負極活性物質表面包覆非晶Ni基合金，抑制電解液在活性物質表面的分解，同時激活負極活性物質鈦酸鋰，使得放電過程中負極活性物質中的Li⁺充分進入電解液，減少Li⁺留在負極活性物質中引起的容量損失，三方面相互作用，提高了鋰離子電池的容量，延長了工作時間和存放時間，當其應用于電動牙刷或電動剃須刀時，以0.1C放電3分鐘，儲存12h進行30個循環后，容量下降小于10%。

技術領域

本發明涉及鋰離子二次電池和智能家居技術領域，尤其涉及一種提高電池容量，延長工作時間和存放時間的用于電動牙刷或電動剃須刀的鋰離子二次電池負極的制備方法。

背景技術

目前，隨著人們對生活品質追求的提高，越來越多的電動智能產品走進了人們的家庭生活，例如，電動牙刷，電動剃須刀，這些電動智能產品的發展給人們的生活帶來了很大的便利，這種電動智能產品的特點是在使用時以可充電鋰電池供電，當電量低時，對可充電鋰電池進行充電，如果需要出差，常常需要攜帶電動牙刷，電動剃須刀，為了正常使用，通常需要配套攜帶充電基座，這就會帶來不便，如果能夠提高電池容量，延長電池的工作時間和存放時間，在短期出差時，就可以不用攜帶充電基座，為生活帶來很大的便利。

鈦酸鋰Li₄Ti₅O₁₂是一種常用于鋰離子二次電池的負極活性物質， 其循環性能優異，但是，由于該負極幾乎難以在其表面形成SEI膜，使得非水電解液直接與該負極活性物質接觸，引起容量損失。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明提供了一種提高電池容量，延長工作時間和存放時間的用于電動牙刷或電動剃須刀的鋰離子二次電池負極的制備方法。

具體的方案如下：

一種電動牙刷或電動剃須刀用鋰離子二次電池負極的制備方法，

步驟1，制備負極活性物質

將粒度為100-300nm的鈦酸鋰Li₄Ti₅O₁₂顆粒放入到真空度為0.1-1Pa的氣相沉積爐的石英管中，以一定的升溫速度升溫到1050℃-1200℃，將有機氣體，氨氣和以惰性氣體為載氣的乙硼烷預熱后以一定比例通入到氣相沉積爐中，反應完成后，在有機氣體流中隨爐冷卻至室溫，制備得到硼、氮摻雜的石墨烯不連續沉積在鈦酸鋰Li₄Ti₅O₁₂顆粒表面上的負極活性物質，

步驟2，包覆

使用熔態旋淬法制備Ni基非晶合金Ni_aTi_bZr_c，a:b:c=50-70:20-30:10-20,按摩爾比取金屬單質，并在真空電弧爐中進行冶煉，得到母合金，將母合金破碎后放入底部帶有孔洞的石英管中，石英管放入真空熔態旋淬設備的感應線圈中，在所述線圈中通入電流，通過感應加熱的方式使得母合金融化，當母合金完全融化為液態時，從石英管的上部噴入一定壓力的氣體，使得液態母合金從石英管底部的孔洞噴射到位于其下部高速旋轉的銅輪上，快速降溫，得到非晶合金的條帶，將非晶合金條帶在球磨罐通過球磨的方式進行破碎，粒度小于30nm，破碎后的非晶合金與粘結劑一起加入到有機溶劑中，制備得到懸浮液，在所述懸浮液中加入負極活性物質，快速攪拌，加熱到80-100℃使溶劑蒸發，得到Ni基非晶合金包覆的負極活性物質，

步驟3，制備負極極片

將步驟2得到的包覆后的負極活性物質與聚偏氟乙烯，導電碳黑以75-84:10-18:6-11的比例混合后加入到聚乙烯吡咯烷酮溶劑中，涂覆到負極集流體銅箔上，干燥后制備得到負極極片，