[发明专利]一种动力锂离子电池

说明书

技术领域：

本发明涉及一种锂离子电池，具体为一种动力锂离子电池。

背景技术：

二十一世纪，石油资源日渐紧张，环境污染日趋严重，人们对以绿色二次电池为动力的二次能源越来越重视。随着社会、科学的日益进步，以锂离子电池作为电动车动力能源已成为高科技产业领域关注的热点。

目前研究较多的锂离子电池有：

1、以LiCoO₂为正极、石墨为负极的商品锂离子电池，但由于综在充放电过程中产生强氧化性Co⁺，很容易引发电解液分解，导致电池的爆炸，安全性能较差，无法作为电动车的电源。

2、以LiMn₂O₄为正极、石墨为负极的锂离子电池，它的安全性能得到很大的提高，但是由于LiMn₂O₄容量较低、循环寿命较差，作为电动车的电源还需进一步开发。

3、以LiFePO₄为正极、石墨类材料为负极的锂离子电池，LiFePO₄是一种新型的锂离子电池正极材料，其理论比容量高达170mAh/g，LiFePO₄的结构特征使其具有优异的安全性能及热稳定性，与电解质之间有高度相容性，特别优异的循环稳定性，寿命可达8000次以上；而石墨类材料由于其比容量高、电压平台稳定等优点，是商业化锂离子电池普遍使用的负极材料，但是以石墨为负极的锂离子电池在充放电500次后就会产生明显的容量衰减，因此，以相对较低的循环寿命的石墨与LiFePO₄材料制成的锂离子电池的充放电性能不能达到较好的发挥。

尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂是一种零应变负极材料，循环性能好，充放电平台稳定，理论比容量为175mAh/g，实际比容量可达165mAh/g，并集中在平台区域，不与电解液反应，价格便宜，容易制备；与商品化的石墨负极材料相比，具有更好的电化学性能和安全性；循环寿命可达10000次以上，非常适合与LiFePO₄组合成LiFePO₄/Li₄Ti₅O₁₂电池体系。但是，由于LiFePO₄和Li₄Ti₅O₁₂导电性较差的问题，使它们的应用受到了一定的限制。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是：提供一种导电性能好、安全性能高、循环寿命长，且具有优异的大电流充放电能力的用于电动车动力电源的动力锂离子电池。

本发明所述的动力锂离子电池，包括正极、负极、介于正极和负极之间的隔膜以及有机电解液；其中：

正极的活性材料为纳米级LiFePO₄/C(碳包覆的磷酸铁锂)，纳米级LiFePO₄/C在正极混合粉料中占85～95％(质量)；

负极的活性材料为纳米级Li₄Ti₅O₁₂/C(碳包覆的钛酸锂)，纳米级Li₄Ti₅O₁₂/C在负极混合粉料中占85～95％(质量)；

所述的有机电解液以LiPF₆(六氟磷酸锂)电解质，以EC(乙烯碳酸酯)和DEC(二甲基碳酸酯)为溶剂。

上述技术方案中，所述纳米级LiFePO₄/C的粒径为50～100nm；所述纳米级Li₄Ti₅O₁₂/C的粒径为50～100nm。

所述纳米级LiFePO₄/C可以现有的可行的方法制备得到，优选按本申请人申请的公开号为CN101154722，名称为《一种核壳型纳米级碳包覆磷酸铁锂复合正极材料及其制备方法》的专利申请中的制备方法进行制备。所述纳米级Li₄Ti₅O₁₂/C可以现有的可行的方法制备得到，具体可按何则强等发表的《锂离子电池用Li₄Ti₅O₁₂-碳复合材料的制备与电化学性能》(无机化学学报，Vol.23，No.4，2007)论文中所述的方法进行制备。