[发明专利]高性能电解液的镍钴锰酸锂与钛酸锂体系锂离子电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，特别涉及一种镍钴锰酸锂与钛酸锂体系锂离子电池。

背景技术

锂离子电池根据正极电池材料的不同，锂离子电池可以分为钴酸锂电池、锰酸锂电池、三元材料电池、磷酸亚铁锂电池、其它锂材料电池。镍钴锰酸锂的克容量高，循环性能优良，是制造锂离子动力电池良好的正极材料。

在以石墨作为负极主要原材料锂离子电池中，石墨、电解液在固液相界面上反应，形成覆盖于电极表面的一层钝化层。这层钝化层能够防止溶剂大分子嵌入负极，而造成负极材料的剥落。电解液溶剂含有PC时，生成的SEI膜不能覆盖电极全部，电极材料容易在循环中发生剥落。

钛酸锂材料是一种高性能、高倍率型的锂二次电池负极材料。在Li嵌入或脱出过程中，晶型不发生变化，体积变化小于1%，因此被称为“零应变材料”，这具有重要意义，能够避免充放电循环中由于电极材料的来回伸缩而导致结构的破坏，从而提高电极的循环性能和使用寿命，具有比碳负极更优良的循环性能。而且钛酸锂材料电势比纯金属锂的高，不易产生锂晶枝，为保障锂电池的安全提供了基础，被认为可彻底解决锂电池的安全性。钛酸锂材料与PC有很好的兼容性，不会由于大分子嵌入而导致钛酸锂材料剥落。但是以钛酸锂为负极主要原材料的电池容易气胀，影响电池的循环寿命。

作为电解液主要的电解质，也是大部分电解液产品中唯一的电解质LiPF₆，是目前性能最稳定的电解质。但LiPF₆易水解，在痕量水分的作用下也会分解产生HF。HF会破坏碳材料表面的SEI膜，使电池产生气胀，增大电池的不可逆容量，降低电池的循环寿命。相对于LiPF₆，LiBOB具有以下优点：

（1）、对水不敏感，不会由于水的存在而导致LiPF₆分解生产HF。

（2）、可以在负极表面生产致密的SEI膜。

（3）、高低温性能优良。

（4）、安全性好。

（5）、循环寿命高。

要获得性能优良的锂离子动力电池，需要综合考虑其正负极材料及电解液。

发明内容

本发明的目的在于提供一种镍钴锰酸锂与钛酸锂体系锂离子电池。

本发明所采取的技术方案是：

一种镍钴锰酸锂与钛酸锂体系锂离子电池，其正极材料由镍钴锰酸锂85～95质量份、粘合剂2～10质量份、导电剂2～10质量份；其负极材料由钛酸锂85～95质量份、粘合剂3～10质量份、导电剂3～10质量份组成；其电解液含有电解质和有机溶剂，其中电解质为LiPF₆或由LiPF₆和双草酸硼酸锂组成，有机溶剂中含有质量百分含量为20%～50%的碳酸丙烯酯。

优选的，电解质在电解液中的物质的量浓度为0.8～1.5mol/L。LiBOB的质量百分含量为电解质总质量的0～20%。

优选的，有机溶剂由质量百分含量为20%～50%的碳酸丙烯酯、20～40%的碳酸二乙酯和20～40%的碳酸甲乙酯组成。

优选的，导电剂为SP、超导碳黑、导电石墨、碳纳米管中的至少一种。

优选的，粘合剂为LA132、W811、PVDF中的至少一种。

本发明的有益效果是：

本发明的镍钴锰酸锂与钛酸锂体系锂离子电池，其电解液使用温度范围宽，化学稳定性好，克服了使用钛酸锂作为电极材料易发生气胀的问题，提高了其循环寿命。本发明的锂离子电池，安全性高，循环寿命长。

附图说明

图1是本发明电池的1C放电曲线；

图2是本发明电池的倍率曲线。

具体实施方式

本发明提供的锂离子动力电池包括：正极、负极、隔膜、电解液、塑料外壳，使用镍钴锰酸锂作为正极主要活性物质，钛酸锂作为负极主要活性物质。

将正、负极材料分别用溶剂溶解，高速分散成正、负极浆料，之后均匀涂布于集流体上。在本发明中，集流体选择为铝箔。涂布结束经过分切、烘烤、辊压后与隔膜一起层叠成电芯，电芯经过入壳、装配、烘烤，进入注液工序注液完毕后化成分容成为20Ah电池。