[发明专利]一种耐低温的电池电极和制备方法

说明书

本发明属于电池材料领域，具体是涉及到一种耐低温的电池电极和制备方法，包括电极活性物质，还包括电极活性物质重量3‑10％的添加剂，所述添加剂包括隔热材料和导电材料，所述隔热材料为岩棉或石棉，所述隔热材料和导电材料的重量配比为100:(3‑5)，本发明的电池正负极的配方中添加导电材料以及岩棉或石棉，电极活性物质、导电材料以及岩棉或石棉结合，制成电池后，当电池处于低温下时，电芯内部的温度不会迅速冷却到外边环境温度，放电时，电芯内部产生的热量被保存在电芯内部，这样提高电池在低温的放电性能。

技术领域

本发明属于电池材料领域，具体是涉及到一种耐低温的电池电极和制备方法。

背景技术

二次电池(如锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池)具有能量密度高等特点，已广泛应用于各个行业，但各个领域对电池性能要求越来越高，在一些军工及极寒领域，需要电池能够零下50度使用，但现有电池到零下40℃基本无法使用，满足不了特殊领域的需要。

锂离子电池低温性能改善研究进展，顾月茹等，电化学，2018年10月，第24卷第5期，评述了影响电池的低温性能的因素，包括：1、低温下电解液的粘度增大，电导率降低；2、电解液/电极界面膜阻抗和电荷转移阻抗增大；3、锂离子在活性物质本体中的迁移速率降低。电池的主体材料为电池正负极以及电解液。为了改善电池低温性能，在电池正极材料中，包括如下方法，1、采用导电性优异的材料对活性物质本体进行表面包覆的方法提升正极材料界面的电导率，降低界面阻抗，同时减少正极材料和电解液的副反应，稳定材料结构。2、通过Mn、Al、Cr、Mg、F等元素对材料本体进行体相掺杂，增加材料的层间距来提高Li⁺在本体中的扩散速率，降低Li⁺的扩散阻抗，进而提升电池的低温性能。3、降低材料粒径，缩短Li⁺迁移路径。在负极材料中，主要通过负极表面处理、表面包覆、掺杂增大层间距、控制颗粒大小等途径进行低温性能的优化。

中国专利申请号为CN201410685264.5的专利公开了一种低温型锂离子二次电池，包含正电极、负电极和电解液，其特征在于，该正电极包括正极电活性物质、正极导电剂和正极粘结剂；该正极电活性物质为尖晶石型锰酸锂，正极导电剂为超导炭黑、Super-P、KS-6、VGCF或碳纳米管中的任意两种以上，正极粘结剂为聚偏二氟乙烯；所述的负电极包括负极电活性物质，负极导电剂和负极粘结剂；所述负极电活性物质为尖晶石钛酸锂，负极导电剂为超导炭黑、Super-P、VGCF或碳纳米管中的任意一种或几种，负极粘结剂为聚偏二氟乙烯；所述电解液的溶剂为二甲基碳酸酯、甲基乙基碳酸酯、二乙基碳酸酯、1,2-丙二醇碳酸酯和乙酸乙酯中的任意三种或多种，但至少含有1,2-丙二醇碳酸酯和乙酸乙酯，溶质为六氟磷酸锂，电解液的熔点小于-40℃，粘度小于3cP；所述尖晶石锰酸锂的一次颗粒粒径为5-20微米；所述尖晶石钛酸锂的一次颗粒粒径小于400纳米。其主要通过正负极活性材料的选择以及电解液的选择，得到低温性能好的电池。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种耐低温的电池电极和制备方法。

本发明的一种耐低温的电池电极，包括电极活性物质，还包括电极活性物质重量3-10％的添加剂，所述添加剂包括隔热材料和导电材料，所述隔热材料为岩棉或石棉，所述隔热材料和导电材料的重量配比为100:(3-5)。

优选的，所述添加剂为电极活性物质重量3-5％，更优选的，所述添加剂为电极活性物质重量5％。

优选的，所述导电材料为碳纳米管。

本发明还提供一种耐低温的电池电极的制备方法，包括制浆步骤，将电极活性物质和添加剂混合，所述添加剂为电极活性物质重量的3-10％，得到电极浆料；所述添加剂的制备方法为，将隔热材料、导电材料、水和有机溶剂按照重量比100:(3-5):(40-60):(1-5)混合，所述隔热材料为岩棉或石棉，研磨，使导电材料渗透进隔热材料中，取出烘干，得添加剂。