[发明专利]一种钛酸锂动力电池及钛酸锂动力电池的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池技术领域，尤其涉及一种钛酸锂动力电池及钛酸锂动力电池的制备方法。

背景技术

近年来，以钛酸锂取代石墨作为负极制成的新一代锂离子电池，以其优异的倍率、低温性能以及良好的循环寿命，越来越受到人们的关注。同时，以其作为负极的电池，从根本上解决了金属锂析出的问题，有效避免了电池短路时负极放热反应的发生及锂枝晶问题，有效改善了电池的安全性能。钛酸锂具有缺陷的尖晶石结构，具有锂离子的三维扩散通道，因此其锂离子扩散系数比普通碳负极高一个数量级(约为2×10^-8cm²/s)。

钛酸锂电池是目前锂离子电池中公认的充电最快的电池之一，但由于其常用的正极材料以镍钴锰酸锂三元材料为主，其锂离子扩散系数相对较低(约为10^-11cm²/s)，在一定程度上制约了钛酸锂电池功率输出性能的进一步发挥。

目前锂离子电池的正负极片一般是由活性物质、导电剂和粘结剂混合后涂覆在集流体上形成的，属于复合结构。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钛酸锂动力电池及钛酸锂动力电池的制备方法，用以解决钛酸锂动力电池功率输出性能较弱的问题。

为达到上述目的，一方面，本发明采用以下技术方案：

一种钛酸锂动力电池，包括负极和正极；

所述正极的材料包含镍钴锰酸锂和/或锰酸锂、导电剂、粘结剂、锂镧钛氧化合物和集流体；和/或，

所述负极的材料包含钛酸锂、导电剂、粘接剂、锂镧钛氧化合物和集流体。

进一步地，所述镍钴锰酸锂和/或锰酸锂、导电剂、粘结剂和锂镧钛氧化合物的质量百分比为90％-95％：1％-5％：1％-5％：0.5％-5％，例如，所述镍钴锰酸锂和/或锰酸锂、导电剂、粘结剂和锂镧钛氧化合物的质量百分比为90％：1％：5％：4％，或者例如，所述镍钴锰酸锂和/或锰酸锂、导电剂、粘结剂和锂镧钛氧化合物的质量百分比为95％：3.5％：1％：0.5％；和/或，

所述钛酸锂、导电剂、粘接剂和锂镧钛氧化合物的质量百分比为90％-95％：1％-5％：1％-5％：0.5％-3％，例如，所述钛酸锂、导电剂、粘接剂和锂镧钛氧化合物的质量百分比为90％：5％：2％：3％，或者例如，所述钛酸锂、导电剂、粘接剂和锂镧钛氧化合物的质量百分比为95％：1％：1％：3％；

优选地，所述镍钴锰酸锂和/或锰酸锂、导电剂、粘结剂和锂镧钛氧化合物的质量百分比为90％：3％：4％：3％；和/或，

所述钛酸锂、导电剂、粘接剂和锂镧钛氧化合物的质量百分比为90％：4％：5％：1％。

进一步地，所述导电剂包括炭黑、导电石墨、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。

进一步地，所述粘结剂包括聚偏氟乙烯和/或聚四氟乙烯。

为达到上述目的，另一方面，本发明还采用以下技术方案：

一种钛酸锂动力电池的制备方法，包括如下步骤：

S1、将镍钴锰酸锂和/或锰酸锂、导电剂、粘结剂和锂镧钛氧化合物加入到溶剂中形成正极浆料，将得到的正极浆料涂覆到集流体上得到正极片；

S2、将钛酸锂、导电剂、粘接剂和锂镧钛氧化合物加入到溶剂中形成负极浆料，将得到的负极浆料涂覆到集流体上得到负极片；

S3、将步骤S1制备的正极片和S2制备的负极片制成钛酸锂动力电池。

进一步地，步骤S1制备正极的具体步骤为：

S11、制备正极材料：将镍钴锰酸锂和/或锰酸锂、导电剂、粘结剂和锂镧钛氧化合物进行预混合，形成正极材料混合物；

S12、制备正极浆料：将溶剂分多次逐步加入到步骤S11得到的正极材料混合物中继续混合，再在负压条件下高速混合，形成正极浆料；

S13、制备正极卷料：将步骤S12得到的正极浆料经涂覆工艺涂覆在集流体表面，干燥处理后形成正极卷料；

S14、制备正极片：将步骤S13得到的正极卷料通过辊压、分条、冲切形成组装电池待用的正极片；

优选地，步骤S2制备负极的具体步骤为：

S21、制备负极材料：将钛酸锂、导电剂、粘接剂和锂镧钛氧化合物进行预混合，形成负极材料混合物；

S22、制备负极浆料：将溶剂分多次逐步加入到步骤S21得到的负极材料混合物中继续混合形成负极浆料；

S23、制备负极卷料：将步骤S22得到的负极浆料经涂覆工艺涂覆在集流体表面，干燥处理后形成负极卷料；