[发明专利]一种高电压钛酸锂电池及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体的说是一种高电压钛酸锂电池及其制备方法。

背景技术

随着国家对新能源技术的支持与重视，锂离子电池在生活中受到了极大的关注，自90年代锂离子电池开始出现，就受到了广泛的应用，它有着极多其他电池不能超越的优点：重量轻，寿命长，循环性能高，体积小等。

钴酸锂是锂-过度金属氧化物，具有缺陷尖晶石结构，在充放电循环过程中，晶胞提及变化大，故钴酸锂又被称为“零应变”材料，所以钴酸锂具有良好的循环稳定性。

目前，世面上的钴酸锂电池，常规钴酸锂材料的实际克容量约为145mAg/g(充电截止电压为4.2V)，只有理论克容量(274mAh/g)的50％，其对锂电位为3.7V。但提高电池的充电电压(充电截止电压从4.20V提高到4.40V)时会引起钴酸锂过度脱锂，因此，如何提高钴酸锂的结构稳定性意义重大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种高电压钛酸锂电池及其制备方法。

本发明的目的是这样实现的：一种高电压钛酸锂电池，包括正极、负极、隔膜和电解液，所述正极包括正集流体和涂覆在所述正集流体上的正极材料，所述负极包括负集流体和涂覆在所述负集流体上的负极材料，所述正极材料包括正极活物、导电剂、粘结剂和溶剂，所述负极材料包括负极活物、导电剂、粘结剂和溶剂。

进一步，所述正极材料由以下质量百分比的组分组成：85-95％的高电压钴酸锂，4-8％的正极导电剂，3-8％的正极粘接剂，各组分之和为100％，所述正极导电剂包括导电碳、导电石墨、鳞状石墨、碳纳米管和碳纤维的一种或几种，所述正极粘接剂为聚偏氟乙烯(PVDF)。

进一步，所述负极材料由以下质量百分比的组分组成：85-95％的钛酸锂，4-8％的负极导电剂，3-8％的负极粘接剂，各组分之和为100％，所述负极导电剂包括导电碳、导电石墨、鳞状石墨、碳纳米管和碳纤维的一种或几种，所述负极粘接剂为聚偏氟乙烯(PVDF)。

优选的所述隔膜为陶瓷隔膜。

一种高电压钛酸锂电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备正极：将高电压钴酸锂、正极导电剂和正极粘接剂按比调制成浆状，涂覆在铝箔上，经过110-135℃烘烤3-5小时，辊压分切后得到正极片；

步骤2、制备负极：将钛酸锂、负极导电剂和负极粘接剂按比调制成浆状，涂覆在铝箔上，经过110-135℃烘烤3-5小时，辊压分切后得到负极片；

步骤3、将步骤1和步骤2中制得的正、负极片与陶瓷隔膜组装成锂电子电池裸电芯；

步骤4、将步骤3中制得的锂电子电池裸电芯、电解液和外壳组装成锂电子电池。

优选的，高电压钴酸锂、正极导电剂和正极粘接剂的质量比为：85-95％的高电压钴酸锂，4-8％的正极导电剂，3-8％的正极粘接剂，各组分之和为100％。

优选的，钛酸锂、负极导电剂和负极粘接剂的质量比为：85-95％的钛酸锂，4-8％的负极导电剂，3-8％的负极粘接剂，各组分之和为100％。

本发明的优点在于：本发明的钴酸锂电池结构稳定、容量比高、综合性能突出，安全性高，负极采用氧化亚硅或纳米硅碳，有效的提高了电池的功率，具有高容量高电压的优势。

具体实施方式

实施例1

一种高电压钛酸锂电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备正极：将高电压钴酸锂、导电碳、导电石墨和PVDF按质量比93：2:1.5:3.5的比例调制成浆状，涂覆在铝箔上，经过130℃烘烤4.5小时，辊压分切后得到正极片；

步骤2、制备负极：将钛酸锂、导电碳、导电石墨和PVDF按按质量比90:3:2.5:4.5的比例调制成浆状，涂覆在铝箔上，经过130℃烘烤4.5小时，辊压分切后得到负极片；

步骤3、将步骤1和步骤2中制得的正、负极片与陶瓷隔膜组装成锂电子电池裸电芯；

步骤4、将步骤3中制得的锂电子电池裸电芯、电解液和外壳组装成锂电子电池。

实施例2

一种高电压钛酸锂电池的制备方法，包括以下步骤：

步骤1、制备正极：将高电压钴酸锂、导电碳、导电石墨和PVDF按质量比95：2:1:2的比例调制成浆状，涂覆在铝箔上，经过120℃烘烤5小时，辊压分切后得到正极片；

步骤2、制备负极：将钛酸锂、导电碳、导电石墨和PVDF按按质量比93:3:1.5:2.5的比例调制成浆状，涂覆在铝箔上，经过120℃烘烤5小时，辊压分切后得到负极片；