[发明专利]一种锂离子电池负极活性材料和高功率型锂离子电池

说明书

本发明涉及一种锂离子电池负极活性材料和高功率型锂离子电池，锂离子电池负极活性材料具有负极活性物质，负极活性物质为石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等未经过石墨化处理的软碳材料的一种。高功率型锂离子电池应用锂离子电池负极活性材料。本发明负极活性物质采用石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等未经过石墨化处理软碳材料的一种，可以有效降低锂离子电池成本。通过优化负极活性材料在锂离子电池中的用量，使电池的功率性能、低温性能等达到最优。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极活性材料和高功率型锂离子电池。

背景技术

近年来，对储能用锂离子电池的研究和发展极为迅速。相比于铅酸电池，锂离子电池作为储能电池的优点有：能量密度高、无记忆效应、无污染、自放电小等。

然而锂离子电池在储能领域的推广应用，目前表现还未尽预期，主要表现在原材料应用成本较高，造成锂离子电池成本下降困难。目前为降低锂离子电池价格，人们纷纷把目光集中在电池使用的原材料上，主要包括正极材料、负极材料、隔膜和电解液等。锂离子负极材料占电池总成本的10％，负极材料是影响锂离子电池性能好坏的关键，其价格的降低影响着锂离子电池价格的降低，其种类和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。目前常规锂离子电池碳负极材料包括天然石墨及其改性材料、中间相炭微球和石油焦类人造石墨。其中，天然石墨及其改性材料价格比较低，但是在充放电效率、大倍率性能和使用寿命方面有待进一步提高；中间相炭微球结构特殊，在比容电量、安全性、放电效率、循环寿命等方面具有显著优势，但是其缺点是成本过高；石油焦类人造石墨的产品在放电效率和循环寿命方面比较突出，但也存在着高成本和制备工艺复杂的问题。

为了降低负极材料的生产成本，价廉和石墨化温度低的软碳材料是一个很好的选择。软碳是指在2500℃以上高温处理能够石墨化的无定形碳。软碳的结晶度(即石墨化度)低，晶粒尺寸小，晶面间距(d002)较大，与各种电解液的相容性好，充放电平台平稳，倍率、低温性能较好，因此以未经过石墨化处理的软碳作为锂离子电池负极材料是未来锂离子电池研究的一个重要方向。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种锂离子电池负极活性材料和高功率型锂离子电池，解决了现有锂电子电池成本居高不下以及功率性能差和低温下放电性能不好等电性能的问题。

实现本发明目的的技术方案是：一种锂离子电池负极活性材料，具有负极活性物质，所述负极活性物质为石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等未经过石墨化处理的软碳材料的一种。

上述技术方案所述石油焦为海绵状焦。

上述技术方案所述针状焦为油系针尖焦。

上述技术方案所述碳纤维为沥青基和黏胶基碳纤维中的一种。

本发明的目的还提供一种高功率型锂离子电池，具有外壳、正极耳和负极耳，所述外壳的内部设有正极集流体、负极集流体、正极、隔膜、电解液、负极，所述负极具有所述的锂离子电池负极活性材料。

上述技术方案所述锂离子电池负极活性材料在所述负极中的重量比例为85％～95％。

上述技术方案所述正极中的活性材料为磷酸铁锂。

上述技术方案所述负极的容量为正极的容量的0.9～1.8倍。

上述技术方案所述负极的面密度为50～156g/m²。

上述技术方案所述外壳为软包装铝塑复合膜。

采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：

本发明负极活性物质采用石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等未经过石墨化处理软碳材料的一种，可以有效降低锂离子电池成本。通过优化负极活性材料在锂离子电池中的用量，使电池的功率性能、低温性能等达到最优。