[發明專利]一種低溫鋰離子電池在審

申請號：	202110539884.8	申請日：	2021-05-18
公開（公告）號：	CN113451556A	公開（公告）日：	2021-09-28
發明（設計）人：	張潤雯;商文硯	申請（專利權）人：	天津空間電源科技有限公司
主分類號：	H01M4/36	分類號：	H01M4/36;H01M4/583;H01M10/0525;H01M10/0569;H01M10/42
代理公司：	天津市鼎和專利商標代理有限公司 12101	代理人：	蒙建軍
地址：	300384 天津市濱海新區濱海***	國省代碼：	天津;12
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摘要：
搜索關鍵詞：	一種低溫鋰離子電池
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【說明書】：

本發明公開了一種低溫鋰離子電池，屬于鋰離子電池技術領域，其特征是：正極片包括鋁箔集流體和涂覆于鋁箔集流體上的正極活性物質、粘結劑和導電劑；負極片包括銅箔集流體和涂覆于銅箔集流體上的負極活性物質、粘結劑和導電劑；電解液包括含氟溶劑、鋰鹽和共溶劑；含氟溶劑為1,1,1,3,3,3?六氟丙烷、1,1,1,2,3,3,3?七氟丙烷、1?甲氧基七氟丙烷、1,1,2,2,3,3,4?七氟環戊烷中的一種或多種的復合物；鋰鹽為LiTFSI、LiFSI中的一種或多種；共溶劑為甲縮醛。本發明通過使用具有碳納米管復合的多層石墨化碳作為負極和低沸點含氟不燃溶劑可以大幅提升鋰離子的遷移速率，改善電池的低溫性能和安全性。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種低溫鋰離子電池。

背景技術

目前，鋰離子電池因其高能量密度，良好的循環性能和倍率性能被廣泛應用。但是對于低溫環境下，能夠兼顧高能量密度和高安全性的鋰離子電池還沒有成熟的產品和技術。在低溫環境下，由于電解液粘度變大，鋰離子電池中的鋰離子遷移速率降低，導致鋰離子電池在低溫下放電性能大幅降低。因此，提高鋰離子電池中鋰離子傳輸速率是解決鋰離子電池低溫性能劣化的關鍵。現有技術主要圍繞低沸點溶劑的使用以提高低溫下鋰離子的遷移性能(如專利CN111525089B)，但由于低沸點有機溶劑的易燃特性會給鋰離子電池的安全性帶來不確定因素。因此，需要開發一種低溫性能好不易燃的高安全鋰離子電池。

發明內容

本發明為解決公知技術中存在的技術問題，提供一種低溫鋰離子電池，在低溫條件下具有良好的充放電性能、較高的能量密度以及較好的安全性能。

本發明的目的是提供一種低溫鋰離子電池，包括正極片、負極片、隔膜和電解液；

所述正極片包括鋁箔集流體和涂覆于鋁箔集流體上的正極活性物質、粘結劑和導電劑；

所述負極片包括銅箔集流體和涂覆于銅箔集流體上的負極活性物質、粘結劑和導電劑；

所述電解液包括含氟溶劑、鋰鹽和共溶劑；其中，含氟溶劑為1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、1,1,1,2,3,3,3-七氟丙烷、1-甲氧基七氟丙烷、1,1,2,2,3,3,4-七氟環戊烷中的一種或多種組分的復合物；所述鋰鹽為LiTFSI、LiFSI中的一種或多種；所述共溶劑為甲縮醛。

優選地，所述正極活性物質為鈷酸鋰。

優選地，所述負極活性物質為采用Co@Al-MOF(1,4-H₂NDC)為前體制備的碳材料。

優選地，所述負極活性物質的制備方法為：

S1、將負載有1％～6％CoNO₃的Al-MOF(1,4-H₂NDC)在氮氣氛圍中900～1200℃高溫碳化3～6小時；

S2、將碳化后的材料用鹽酸水溶液進行清洗除去殘留金屬元素，干燥后得到負極活性物質。

優選地，所述正極片的制備方法為：以N-甲基吡咯烷酮為溶劑，將正極活性材料、導電劑和粘結劑按照質量比95.5:3:1.5進行混合勻漿，將正極漿料涂覆于鋁箔集流體上，經過干燥、輥壓制得正極片。