[实用新型]一种改性钛酸锂电池系统

说明书

技术领域

本实用新型属于锂电池领域，具体涉及一种改善高倍率充放电性能的改性钛酸锂电池系统。

背景技术

二十世纪五十年代，以金属锂作为负极，氧化锰、氟化碳和银钒氧化物等作为正极材料的锂金属一次电池研发成功，并在七十年代逐步进入军用和民用。但是，由于其只能使用一次，无论从环保还是资源利用的角度都受到了极大的推广限制。1979年，“摇椅式电池”的概念被Armand等人首次提出，随后Goodenough等人提出了采用钴酸锂和镍酸锂材料作为锂电池正极使用。近年来，由于锂离子电池相比于其它电池具有高能量密度的优点，在手机、电脑等便携式电子产品领域，智能手表、眼镜等可穿戴设备领域和电动汽车、智能电网等领域迎来了井喷式的应用和发展。

目前常用的锂电池是由能够在高电位稳定的嵌入和脱嵌锂的具有层状结构的锂的化合物为正极材料，可以在低电位嵌入和脱嵌锂的石墨和焦炭等为负极材料和溶解有锂盐的有机电解液三部分组成。充电时，带有负电荷的电子从外电路来到负极，带有正电荷的锂离子从电池内部来到负极。带有正电荷的锂离子逐步嵌入负极材料的层间并与电子结合形成Li_xC₆的亚稳态结构。放电过程则刚好相反。

聚合物锂离子电池的技术已经相当成熟，目前在航空模型、手机、电脑和无人飞机上面已经大量应用。1994年，利用固态电解质的聚合物锂电池由美国Bellcore公司研制成功。目前，全球范围内大多数的锂电企业均可生产锂离子聚合物电池，具有较强技术实力的公司有日本的索尼、三洋、东芝、松下等，韩国的三星、LG等和美国的一些公司。我们国家的锂离子电池研发和生产虽然起步比较晚，但是目前在全球市场的锂电供货量还是非常可观的。东莞ATL、深圳BYD、比克、TCL等公司的产品也在很多电子产品中大量使用。其中，东莞 ATL的聚合物锂电池在苹果公司的iphone、ipod、ipad和mac book上面已经大量使用，该公司也成为了苹果公司的主要电池供应商之一。

具有高比容量且循环性能异常优异的“零应变”材料Li₄Ti₅O₁₂(钛酸锂)是一种极具应用前景的负极材料，其原料来源广泛、价格低廉，具有如下优点：(1)嵌脱锂过程中晶体结构高度稳定，使其具有优良的循环性能和平稳的放电平台；(2)较高的电极电压(1.55V)，避免了电解液分解现象或SEI膜的生成；(3)良好的充电电压平台，可作为充电结束的指示，不需加入防过充装置；(4)锂离子的扩散系数比碳材料大1个数量级，充放电速度更快，可用于高功率型用电器。因而，以尖晶石型钛酸锂为负极材料的锂离子电池逐渐成为研究的热点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种改善高倍率充放电性能的改性钛酸锂电池系统。