[发明专利]一种动力钛酸锂电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电池制作领域，具体涉及一种动力钛酸锂电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是目前手机、笔记本电脑、新能源汽车、储能等现代数码及动力产品中应用最广泛的电池，而钛酸锂电池作为锂离子电池中的一种，由于其的高安全性、高倍率性、充放电环境温度适应性好(-30-70℃)、长寿命和绿色环保的特点，当前已经被广泛应用在二次电池中，当今现有的正极镍钴锰酸锂、负极钛酸锂电池能量密度低，电压平台低，正极镍钴锰酸锂、负极石墨/硅碳电池产品的安全性能、高倍率充放电环境温度适应性、循环性能差，比如基本通过不了针刺，电池的热稳定性差，内部短路后容易热扩散，爆炸起火，循环性能1C充放5C低于1000周，重量充电比功率低于200WH/Kg，低温(零度以下)不能充电或者出现安全问题，如此种种问题限制了锂电池的发展。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种动力钛酸锂电池，该动力钛酸锂电池提升了正极镍钴锰酸锂(或镍钴铝酸锂)、负极钛酸锂电池的使用电压平台，改善正极镍钴锰酸锂(或镍钴铝酸锂)、负极石墨/硅碳电池功率密度和安全性能，能够百分之百通过针刺，提升高倍率充放电性能、长循环性能，并且可以在-20℃下充电，不会影响电池性能。

实现本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种动力钛酸锂电池，包括正极片、负极片、电解液、壳体和隔膜，其特征在于，制作所述正极片的正极干粉是由以下质量百分含量的组分制备而成：三元材料96.8-98.1％，碳纳米管1-2％，聚偏氟乙烯0.9-1.2％；制作所述负极片的负极干粉是由以下质量百分含量的组分制备而成：钛酸锂93-97％，碳纳米管1-3％，聚偏氟乙烯2-4％。

优选地，三元材料为镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的一种。

优选地，所述镍钴锰酸锂中镍、钴、锰的元素质量比例为8：1：1，其中，镍钴锰酸锂中镍、钴、锰的比例分别可以在80-90％、8-15％、2-10％这一比例范围内进行调节，调节合适的配比为止。

优选地，所述镍钴铝酸锂中镍、钴、铝的元素质量比例为8.2：1.5：0.3，其中，镍钴铝酸锂中镍、钴、铝的比例分别可以在80-90％、8-15％、2-10％这一比例范围内进行调节，调节合适的配比为止。

优选地，正极片制作步骤如下：

1-1)按配比将三元材料、聚偏氟乙烯倒入打浆机中，先以25r/min的转速公转40min，然后加入碳纳米管的浆料及N-甲基吡咯烷酮，再以48r/min转速的公转、以1700r/min的转速自转，共转动90min，得到第一浆料；

1-2)再将第一浆料用高速分散机进行分散，分散的转速为3000-4000r/min，分散粘度达到3000-7000mPa·s，分散完毕；

1-3)然后用喷涂设备将分散后的第一浆料按照75-90g/㎡的面密度涂覆在14-20μm厚的铝箔上，烘干得到第一极片；

1-4)最后，将第一极片按压3.4-3.7g/mm³的压实密度进行滚压，得到正极片。

优选地，负极片制作步骤如下：

2-1)按配比将钛酸锂、聚偏氟乙烯倒入打浆机中，以25r/min的转速公转60min，然后加入碳纳米管的浆料，再加入占原重量四分之三的N-甲基吡咯烷酮，再以48r/min转速的公转、以1500r/min的转速自转，共转动90min，再加入剩余的四分之一重量的N-甲基吡咯烷酮，继续以公转48r/min转速的公转、1700r/min转速的自转打制30min，得到第二浆料；

2-2)再将第二浆料用高速分散机进行分散，分散的转速为3000-5000r/min，分散粘度达到3000-7000mPa·s，分散完毕；

2-3)然后用喷涂设备将分散后的第二浆料按照90-110g/㎡的面密度涂覆在14-20μm厚的铝箔上，烘干得到第二极片；

2-4)最后，将第二极片按压1.8-2.1g/mm³的压实密度进行滚压，得到负极片。

本发明还提供一种动力钛酸锂电池的制备方法，包括以下步骤：

1)准备正极片、负极片；

2)然后将步骤1)得到的正极片和负极片分别进行烘烤除湿；

3)再在湿度为≦1％RH，温度为22-28℃条件下，对正极片和负极片按所需尺寸进行裁剪；

4)裁剪后，将正极片和负极片用隔膜隔离后，放入真空烤箱中，将真空烤箱内抽真空后，充入氮气，进行烘烤，得到卷芯；