[发明专利]一种钛酸锂电池及制造方法

权利要求书

1.一种钛酸锂电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液和外包装，所述的正极片、负极片分别由正、负集流体和涂覆在正、负极集流体上的正、负极材料组成，其特征在于，正极材料包括正极活性物质、正极导电剂与正极粘结剂，所述正极活性物质为LiNi_0.33Co_0.33Mn_0.33O₂、LiNi_0.5Co_0.3Mn_0.2O₂、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂、LiNi_0.7Co_0.15Mn_0.15O₂、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂中的至少一种；正极材料中各组分的质量百分含量为：正极活性物质70-92%，正极导电剂2-15%，正极粘结剂6-15%。

2.根据权利要求1所述的一种钛酸锂电池，其特征在于，负极材料包括负极活性物质、负极导电剂、增稠剂与负极粘结剂，所述负极活性物质为钛酸锂Li₄Ti₅O₁₂，负极导电剂为超导炭黑、鳞片石墨、碳纳米管、碳纤维中的至少一种，负极粘结剂为丁苯橡胶、有机烯酸或羧酸酯类，增稠剂为聚甲基丙烯酸酯、聚丙烯腈、羟甲基纤维素中的至少一种，负极材料中各组分的质量百分含量为：负极活性物质，67-86%，负极导电剂3-15%，负极粘结剂3-15%，增稠剂2-3%。

3.根据权利要求1所述的一种钛酸锂电池，其特征在于，正极活性物质间的质量比为1:1。

4.根据权利要求1或2所述的一种钛酸锂电池，其特征在于，电解液的溶剂为有机氟化酯、有机碳酸酯、有机腈酯的混合液，电解质为LiPF₆、LiBOB、LiBF₄、LiODFB、LiN(CF₃SO₂)₂、LiCF₃SO₃中的至少一种；其中，有机氟化酯、有机碳酸酯、有机腈酯的体积比为1:2-3:1.5-2，电解质中LiPF₆的含量≥80%。

5.根据权利要求1所述的一种钛酸锂电池，其特征在于，以N-甲基吡咯烷酮为制作浆料的溶剂，所述的正极粘结剂为聚偏氟乙烯，丁苯橡胶、有机烯酸或羧酸酯类，导电剂选自超导炭黑、鳞片石墨、碳纳米管、碳纤维中的至少一种。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的一种钛酸锂电池，其特征在于，正、负极集流体均采用铝箔，铝箔的厚度为15～20μm。

7.一种如权利要求1所述的一种钛酸锂电池的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

a）制作正、负极片：将正极材料分散在有机溶剂中，搅拌均匀后得到正极浆料，涂覆于正极集流体上，在100～140℃烘干后辊压得到正极片；将负极材料溶于水中，搅拌均匀后涂覆于负极集流体上，在90～120℃烘干后经辊压负极片；

b）极片烘烤：将上述极片放入真空烘箱中130-150℃烘烤24-36h，持续抽真空，控制正、负极极片水分含量≤200ppm；

c）制作电芯：将步骤b）得到的正、负极片裁剪后，按照正极片、隔膜、负极片的顺序采用叠片式结构或卷绕式结构制成电芯；

d）焊接包装：将电芯中的正、负极片分别将极耳焊接在一起，形成正、负极引出端，将电芯放入铝塑包装袋中，分别引出正、负极耳，在极耳胶处加热，使铝塑袋的塑胶与极耳胶熔合，软包电池的一侧为开口状态，留待电解液注入；

e）封装注液：将高压电解液注入电芯后，封好注液口；

f）化成分容：将包装好的电池预充、化成、分容后即得到具有高能量密度的钛酸锂软包锂电池。

8.根据权利要求7所述的一种钛酸锂电池的制造方法，其特征在于，步骤a）中正极片辊压后的厚度为100～300μm，压实密度为2.5～3.3g/cm³；负极片辊压后的厚度为60～200μm，压实密度为1.3～2.0g/cm³。

9.根据权利要求7所述的一种钛酸锂电池的制造方法，其特征在于，步骤a）中在正极浆料的粘度为1000-3000 mPa·s，搅拌均匀后过筛，100-120目。