[发明专利]一种快充锂离子二次电池

说明书

本发明公开了一种快充锂离子二次电池，所述电池包括正极体系和负极体系，所述负极体系包括以下质量分数的组分：竹炭粉30%~40%、多晶硅15~35%、锗材料10%~30%、镓化物5%~20%，所述镓化物选自氮化镓、锑化镓、硒化镓中的至少一种。本发明的锂离子二次电池，具有较高的快充性能，且在整个充电过程中，充电温升低，不超过12℃。本发明的电池安全性能高，即使在电池穿刺短路后，也不会产生高温、爆炸的现象。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种快充锂离子二次电池。

背景技术

锂离子电池作为一种清洁环保的功能元件，目前已经在越来越多的领域得到了越来越广泛的应用。例如，在消费电子产品领域、电动车领域、储能系统领域以及最近新兴的平衡车领域等。

其中，人们常用的消费电子产品，如手机和笔记本电脑等数码产品，随着其智能终端的升级，耗电量也随之增加，一般情况下智能移动设备充满电约需要2~4h，给用户带来了诸多不便，因此，怎样缩短锂电池的充电时间成为锂电池广泛使用急待解决的问题。现有技术中，为了解决上述问题，申请号2014105430735（可快充的锂离子电池）中提出，将镍钴铝酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、钴酸锂等具有高克容量和高电压平台特性的材料与磷酸铁锂和钛酸锂等具有优异倍率性能和安全性能的材料进行简单的物理混合得到的正极材料，在充电过程中，能够延长低电压恒流充电的时间，提升充电速度。但是，其在实际充电过程中，充电12min时，其充电流量仅能达到满容量的60%左右，还不能完全满足客户的需求。为此，如何进一步提高充电速度，是本领域技术人员急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种快充锂离子二次电池，该电池具有良好的快充性能及优异的循环寿命、电池在充电过程中温升小。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种快充锂离子二次电池，所述电池包括正极体系和负极体系，所述负极体系包括以下质量分数的组分：竹炭粉30%~40%、多晶硅15~35%、锗材料10%~30%、镓化物5%~20%，所述镓化物选自氮化镓、锑化镓、硒化镓中的至少一种。

优选地，所述负极体系中还掺杂有1%~5%的氟化物，所述氟化物选自六氟化四碳、四氟化碳中的一种或两者的组合。

优选地，所述锗材料为纳米锗、二氧化锗中的一种或两者的组合。

优选地，所述正极体系包括以下质量分数的组分：锰酸锂20%~35%、镍钴锰酸锂15%~30%；镍钴铝酸锂10%~35%；钛酸锂5%~15%、M的含锂氧化物5%~10%；其中，M选自铯、钾、镨、钨、钒、铒、铷、铕中的至少两种元素。

进一步优选地，所述正极体系中还掺杂有1%~5%的镓化物，所述镓化物选自砷化镓、碲化镓、锑化镓、硒化镓中的至少一种。

更进一步优选地，所述正极体系中含有2%~3%的镓化物。

进一步优选地，所述M的含锂氧化物是由铯、镨及铕元素的含锂氧化物混合而成的。

进一步优选地，所述正极体系还掺杂有0.5%~1%的N的氧化物，其中，N选自镁、锌、铬、铜中的至少一种元素。

优选地，所述锂离子二次电池的电解液中添加有2,4-二硝基苯胺、氟代碳酸乙烯酯、N-甲基甲酰胺、乙腈中的至少两种。

优选地，所述锂离子二次电池的电解液中的电解质选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷化锂、二草酸硼酸锂、三氟甲磺酸锂中的至少一种。