[发明专利]一种快充型钛酸锂电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种快充型钛酸锂电池及其制备方法。

背景技术

电动汽车的快充技术是目前研究热点之一，这就要求锂离子电池具有高安全性，高功率密度和长寿命。目前商品化的锂离子电池负极材料大多为石墨材料，石墨的嵌锂电位接近锂电位，电池过充时，石墨负极表面易析出金属锂，存在安全隐患。新型锂离子电池负极材料钛酸锂对锂电位1.55V，较高电位避免了锂枝晶的形成，提高了电池的安全性能。钛酸锂充放电时形变小而被称为“零应变材料”，具有优异的循环性能，同时钛酸锂的锂离子迁移速率高，倍率性能好。和钛酸锂匹配的正极材料钴酸锂具有工作电压高、比能量高，循环性能好等优点，是目前应用最为广泛的正极材料。不过钛酸锂材料存在电子导电率低的缺点，因此解决钛酸锂的相应缺点，使其在具有良好的循环性能和安全性能的同时具备快速充电和低温充电能力，进一步推动钛酸锂电池在电动汽车、储能等领域的应用。

发明内容

针对相关技术中的问题，本发明提出一种快充型钛酸锂电池及其制备方法，能够有效解决上述问题。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种快充型钛酸锂电池，由正极、负极、隔膜、电解液和铝塑膜组成，正极包括正极材料和正集流体，负极包括负极材料和负集流体；所述正极材料由以下质量百分比组成：85～95%的钴酸锂，1%～6%的正极粘结剂，1%～6%的正极导电剂；所述负极材料由以下质量百分比组成：85～95%的钛酸锂，0.1%～2%的二氧化钛，1%～6%的负极粘结剂，1%～6%的负极导电剂。

进一步的，所述正极集流体和负极集流体材料均为铝箔。

进一步的，所述正极粘结剂和负极粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠中的一种或多种。

进一步的，所述正极导电剂和负极导电剂为石墨烯、超导炭黑、导电石墨、碳纤维、碳纳米管中的一种或多种。

进一步的，所述二氧化钛的类型为锐钛矿型和/或金红石型。

一种快充型钛酸锂电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：正、负极片制备：按配比称取钴酸锂、正极粘结剂和正极导电剂进行干粉搅拌，接着分三次加入N-甲基吡咯烷酮高速分散制成正极浆料，将正极浆料均匀涂覆于正极集流体上，在80～150℃下烘烤10～30h后辊压得到正极极片；按配比称取钛酸锂、二氧化钛、负极粘结剂和负极导电剂进行干粉搅拌，接着分三次加入N-甲基吡咯烷酮高速分散制成负极浆料，将负极浆料均匀涂覆于负极集流体上，在80～150℃下烘烤10～30h后辊压得到负极极片；

步骤2：半成品电池制备：正极片、负极片在80～150℃下真空烘烤10～30h，将正极片、负极片和隔膜经过叠片制成电芯并封装于铝塑膜内；

步骤3：成品电池制备：将电芯在60～120℃下真空烘烤10～30h后，经过注液、化成、老化、分容，即得到一种快充型钛酸锂电池。

进一步的，步骤1中干粉搅拌速度为公转10～40r/min，自转0r/min，搅拌时间为0.5～2h。

进一步的，步骤1中高速分散搅拌速度为公转10～40r/min，自转1000～3000r/min，搅拌时间为2～5h。

进一步的，步骤3中老化温度为40～100℃，老化时间为1～7天。

本发明的有益效果：本发明一种快充型钛酸锂电池及其制备方法实现（1）在电池负极中添加微量的二氧化钛，并对导电剂配方进行优化设计，解决了钛酸锂导电性差的缺点。本发明的电池在具有良好的循环性能和安全性能的同时具备快速充电和低温充电能力；（2）制备方法操作简单，分散效率高，适合生产。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1