[发明专利]低温钛酸锂型电池及其制备方法

说明书

本申请涉及电池技术领域，本申请涉及一种低温钛酸锂型电池及其制备方法，其低温钛酸锂型电池包括正极、负极、隔离膜以及电解液，所述正极的材料包括活性物质、第一粘接剂、第二导电剂以及第一集流体，所述活性物质、第一粘接剂、第一导电剂的重量百分比的比值为(90％‑96％)：(1.5％‑5％)：(2％‑5％)；所述负极的材料包括钛酸锂、第二粘接剂、第二导电剂以及第二集流体，所述钛酸锂、第二粘接剂、第二导电剂的重量百分比的比值为(90％‑95％)：(2％‑5％)：(2％‑5％)，所述钛酸锂结构为尖晶石结构。本申请提高了使用者在低温下使用该电池的时间，同时也增强了该电池的在低温下的放电稳定性以及安全性。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种低温钛酸锂型电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池能够提供稳定的电压和电流，具有宽广的温度使用范围，已成为当前各类消费类电池产品及电动产品的主要动力源。但是随着科学技术的发展以及环境的不断恶化，人们对低温型的电池的需求越来越大。

目前市面上涌现了大量的采用三元体系制备的容量型低温电池，当三元电池应用到低温温度为零下20℃-40℃时，传统的容量型电池在低温下放保持率＜70％，不能满足使用者长时间使用要求。

发明内容

本申请提供了一种低温钛酸锂型电池，提高了使用者在低温下使用该电池的时间，同时也增强了该电池的在低温下的放电稳定性以及安全性。

第一方面，本申请提供了一种低温钛酸锂型电池，包括正极、负极、隔离膜以及电解液，所述正极的材料包括活性物质、第一粘接剂、第二导电剂以及第一集流体，所述活性物质、第一粘接剂、第一导电剂的重量百分比的比值为(90％-96％)：(1.5％-5％)：(2％-5％)；所述负极的材料包括钛酸锂、第二粘接剂、第二导电剂以及第二集流体，所述钛酸锂、第二粘接剂、第二导电剂的重量百分比的比值为(90％-95％)：(2％-5％)：(2％-5％)，所述钛酸锂结构为尖晶石结构。

通过上述技术方案，负极材料主要采用了尖晶石结构的钛酸锂，该结构的钛酸锂在离子的嵌入、脱出能保持稳定的结构，在低温下充放可避免析锂的安全隐患，通过上述材料的组合以及组合比例，本申请所制备的电池相对于传统的容量型电池来说，本申请电池的在-40℃下放电容量达到80％以上，低温在-20℃下循环次数大于500周，常温循环大于5000周，从而使得本申请的电池的安全性、循环比传统的容量型电池更佳，且本申请电池在低温环境下使用时长较长，使用性能更加稳定。

可选的，所述活性物质为钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料中的一种或多种，所述活性物质还可以为锰酸锂，所述活性物质只有锰酸锂时，锰酸锂的前驱体为四价锰。

通过上述技术方案，活性物质均可选择钴酸锂、锰酸锂、镍钴锰三元材料中的一种或者两种，均能制备在低温下安全性能较佳、使用时长较长的电池；活性物质还可以只选择锰酸锂，但是当选择锰酸锂时，只能选择前驱体为四价锰的锰酸锂，才能与负极材料进行配合制备出在低温条件下具有安全性、且使用效果较佳的低温电池。

可选的，所述活性物质为钴酸锂、锰酸锂，所述钴酸锂与锰酸锂的质量比为(7：3)-(8：2)。

通过上述技术方案，当正极的活性物质选择质量比为(7:3)-(8:2)的钴酸锂与锰酸锂混合物时，制备出的低温电池相较于其他活性物质来说，电池的电压更高、保持率更高以及电池的循环次数更多，使得电池的低温性能更佳。

可选的，所述第一粘接剂为PVDF、PTFE、PVB、EVA及PVA中的一种或多种，所述第二粘接剂为PVDF、PTFE、PVB、EVA及PVA中的一种或多种。

可选的，所述第一导电剂为炭黑、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中一种或多种，所述第二导电剂为炭黑、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中一种或多种。

可选的，所述隔离膜的孔隙率大于或等于50％。