[发明专利]一种电容型锂离子起停电池

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种电容型锂离子起停电池。

背景技术

随着社会的发展，人们对出行方式提出了更高的要求，汽车已经成为方便出行的主要方式，然而，汽车的广泛应用对环境造成了较大的污染。而且，汽车在城市工况行驶时,车辆起停十分频繁,在交叉路口、红绿灯处等怠速停车的时间越来越长,在怠速停车时发动机仍保持怠速运转,汽车怠速时间占行车时间的30％以上,而且怠速工况下有相当一部分油耗浪费,而且会增加了废气排放量，加重了污染环境。怠速起停系统在传统内燃机上的启动电机上加装了驱动启动电机,用来控制发动机的启动和停止,即取消了发动机的怠速,从而降低油耗和排放。在停车是取消怠速和制动能量回收能使车辆燃油经济性有较大提高。

特别是近年国际上对节能环保汽车持续鼓励，低油耗节能车型，成为未来汽车市场主流。汽车上加装起停技术是实现低油节能的主要方式之一，因为该技术可节省燃油消耗5％以上。然而，目前起停电源主要用的是铅酸电池，存在环境污染大，使用寿命有限，累计成本高等缺点，迫切需要一种新型储能技术来替换。

发明内容

本发明是为了解决现有技术的起停电池所存在的上述问题，提供了一种功率密度高，使用寿命长，使用安全性好的锂离子电池技术领域。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电容型锂离子起停电池，包括由正极片、负极片、隔膜构成的电芯、电解液、容纳电芯的外壳，所述正极片包括正集流体及涂覆于正集流体上的正极材料，所述负极片包括涂覆于负集流体上的负极材料，所述正极材料由以下质量百分比的组分组成：60～81.4％正极活性材料，15～34.5％导电剂，3.6～5.5％正极粘结剂，所述正极活性材料由尖晶石型的锰基含锂氧化物和碳材料按质量比(6：4)～(9：1)组成，其中尖晶石型的锰基含锂氧化物的化学式为：LiMn_xNi_yO₄，其中，1＜x＜1.6，0.4＜y＜1，碳材料为活性碳、石墨烯、碳纳米管、碳气凝胶中的一种或几种，碳材料的比表面积为1200m²/g以上；所述负极材料由以下质量百分比的组分组成：70～86％负极活性材料，3～15％石墨类导电剂，3～15％负极粘结剂，所述负极活性材料为掺锆或表面碳包覆的钛酸锂。本发明对电池体系进行了优化，正极活性材料采用尖晶石型的锰基含锂氧化物和碳材料，负极活性材料采用掺锆或表面碳包覆的钛酸锂，得到的电池功率密度高，使用寿命长，使用安全性好，非常适合作为汽车内起停电机的供电电源。

作为优选，所述正集流体为铝箔，所述负集流体为铜箔。

作为优选，所述正极粘结剂、负极粘结剂为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚环氧乙烯、聚丙烯酸酯中的一种或多种。

作为优选，所述隔膜的基材为聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈或对苯二甲酸乙二酯，基材的表面上涂覆有无机氧化物涂料，所述无机氧化物涂料中的无机氧化物为Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、ZrO₂、B₂O₃中的一种或几种。

作为优选，所述电解液包括锂盐、有机溶剂、防过充添加剂和高低温添加剂。

作为优选，所述电解液中的锂盐浓度为0.5～2mol/L，锂盐为LiPF₆、LiClO₄、LiBOB、LiAsF₆、LiCF₃SO₃中的一种或多种。

作为优选，所述有机溶剂由以下体积百分含量的组分组成：25～30％碳酸二甲酯，15～20％碳酸甲乙酯，20～30％碳酸二乙酯，20～30％碳酸乙烯酯，0.5～4％碳酸亚乙烯酯，1～5％碳酸乙烯亚乙酯。本发明对溶剂组分进行了优化调整，能与本发明的正、负极片完美配合，且适用温度范围广，从而保证电池的电化学性能。

作为优选，所述防过充添加剂的添加量为电解液总质量的0.5～4.0％，防过充添加剂为联苯、环已苯或二甲苯。

作为优选，所述高低温添加剂的添加量为电解液总质量的0.5～4.0％，高低温添加剂为1,3-丙烷磺内酯、邻苯二甲酸酐或乙酸甲酯。

因此，本发明具有如下有益效果：