[实用新型]一种钛酸锂电池结构

说明书

技术领域

本实用新型属于锂电池领域，具体涉及一种改善高倍率充放电性能的钛酸锂电池结构。

背景技术

能源是人类社会存在和发展的基础，以矿物能源为基础的当今社会越来越频繁地遭遇到能源匮乏和环境污染危机。随着现代社会的高速发展，特别是在石油、煤、天然气等矿物能源日益枯竭的今天，伴随着世界对绿色能源的强烈需求，新一代电池由于其对环境友好而受到人们的重视。锂离子电池与传统的二次电池相比，具有比能量大、比功率高、无记忆效应、循环性能优越、使用寿命长、工作温度范围宽、可快速充放电等优点，目前已广泛应用于笔记本电脑、移动电话、数码像机等便携式电子设备。将锂离子电池用作电动汽车或者混合动力车的电源是目前研究的一大热点，然而当前商品化的锂离子电池负极大部分采用的是炭材料，由于嵌锂后炭电极的电极电位和金属锂接近，当电池过充时可能导致炭电极表面析出金属锂而引起电池内部短路及电解液的分解，温度过高时易引起热失控等，因此给电池特别是动力电池带来很大的安全隐患。此外，炭负极还存在诸如电压滞后、循环容量下降较快等缺点。因此，寻找能够替代炭材料并且电位比炭电极稍正、廉价易得、安全可靠的新型负极材料是目前锂离子电池负极研究的重点。

具有高比容量且循环性能异常优异的“零应变”材料Li₄Ti₅O₁₂(钛酸锂)是一种极具应用前景的负极材料，其原料来源广泛、价格低廉，具有如下优点：(1)嵌脱锂过程中晶体结构高度稳定，使其具有优良的循环性能和平稳的放电平台；(2)较高的电极电压(1.55V)，避免了电解液分解现象或SEI膜的生成；(3)良好的充电电压平台，可作为充电结束的指示，不需加入防过充装置；(4)锂离子的扩散系数比碳材料大1个数量级，充放电速度更快，可用于高功率型用电器。因而，以尖晶石型钛酸锂为负极材料的锂离子电池逐渐成为研究的热点。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种改善高倍率充放电性能的钛酸锂电池结构。

一种钛酸锂电池结构,包括电池壳9、电池壳内的正极、电池壳内的负极、正极和负极之间的卷芯膜，所述的正极、负极以及卷芯膜卷成的圆柱形芯体1，所述的正极为片状体，所述的负极为尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂片状体；所述的圆柱形芯体封装在填充有电解液的铝箔膜2中，所述铝箔膜内还设有储液腔3，所述储液腔与圆柱形芯体之间设有密封层4，所述的Li₄Ti₅O₁₂片状体与卷芯膜之间沾有两亲性炭材料ACM水溶液，所述的储液腔中填充有两亲性炭材料ACM水溶液及电解液5。

在所述电池壳的壳体的任意面的板部形成有用于安全阀的断裂用槽部，所述壳体通过对金属板进行加工而形成，在所述板部形成有向壳体内侧凹的第一凹部，在所述第一凹部的底部的中央或者大致中央形成有所述断裂用槽部；在所述板部中，在将所述第一凹部夹在中间的两侧与该第一凹部连接的第一连接部分和第二连接部分中，至少一方包括将所述板部在厚度方向上多重折叠而形成的折叠部分：在所述折叠部分中，与所述板部的壳体外侧的面重叠的部分与该板部的壳体外侧的面隔开间隔。

所述的铝箔膜的上侧设有带若干突起的上毛面层，铝箔膜的下侧设有带若干突起的下毛面层，铝箔膜还包括玻璃纤维布，玻璃纤维布其中一侧的外表面设置一层双向拉伸聚酯薄膜，同时，在玻璃纤维布与双向拉伸聚酯薄膜相结合之后，位于双向拉伸聚酯薄膜底面设置铝箔纸中间层，位于该铝箔纸中间层上、下两表面的其中一个表面与双向拉伸聚酯薄膜结合，另一个表面则与双向拉伸尼龙薄膜黏结，位于双向拉伸尼龙薄膜外层涂覆一层低密度聚乙烯涂层，所述低密度聚乙烯涂层厚度至少为双向拉伸尼龙薄膜的两倍，所述玻璃纤维布外表面可设置双向拉伸尼龙薄膜，所述双向拉伸聚酯薄膜外层涂覆一层低密度聚乙烯涂层。

所述的正极选用LiCoO₂、LiMn₂O₄或LiNi_0.15Mn_1.15O4材料中的一种。