[发明专利]一种提高圆柱型钛酸锂储能电芯短路通过率的方法

说明书

本发明公开了一种提高圆柱型钛酸锂储能电芯短路通过率的方法，包括：采用高温固相法制备钛酸锂负极材料，研磨得D₁₀＝1‑5um，D₅₀＝5‑20um，D₉₀＝10‑40um，(D₉₀‑D₁₀)/D₅₀＝2‑6的负极粉料；以负极粉料为活性物质、超导炭黑和碳纳米管为导电剂、聚偏氟乙烯为粘结剂制备固含量35％‑50％、粘度4000‑7000mPa·s的负极浆料；将负极浆料涂布在负极集流体上得钛酸锂负极片；以三元材料为正极材料制正极片；按N/P＝0.9‑0.97，将正极片、钛酸锂负极片制备成电芯。本发明提出的提高圆柱型钛酸锂储能电芯短路通过率的方法简单易操作、成本低，使电池在短路时反应平缓，不会瞬间失效。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种提高圆柱型钛酸锂储能电芯短路通过率的方法。

背景技术

钛酸锂电池作为锂离子电池中一类特殊电池，凭借其优异的循环性能、超长的使用寿命及可靠的安全性能获得越来越多的关注。钛酸锂电池优越的循环性能、约30年的超长使用寿命，符合工业储能领域的应用需求，全生命周期内成本价格优势明显，且安全性高，是储能电池的良好选择。但同时钛酸锂电池缺点也非常明显，如能量密度低、胀气、价格高等。能够支撑钛酸锂电池获得市场认可的就是其安全性、长寿命和全生命周期的低成本，其中安全性对于任何一款电芯而言都是首先要考虑的。实验发现钛酸锂电池并不像人们传说的那样绝对安全，不合理的设计及电芯平台选择同样会使其变得危险。如本发明中提到的在32131圆柱电芯体系中，由于导热、散热能力较差，使得外部短路测试时负极产生的热量不能及时散掉，导致隔膜熔化，进而引起正负极大面积短路，正极分解释氧、产热，导致电芯热失控爆炸。所以32131圆柱体系虽然对钛酸锂电芯胀气起到了很好的抑制作用，但同样也埋下了安全隐患。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种提高圆柱型钛酸锂储能电芯短路通过率的方法，其简单易操作、低成本，易于实现和推广，使电池在短路时反应相对平缓，不会瞬间失效，解决了电池外部短路时电芯快速产热、产气导致电芯失效爆炸的问题。

本发明提出的一种提高圆柱型钛酸锂储能电芯短路通过率的方法，包括以下步骤：

S1、采用高温固相法制备钛酸锂负极材料，对钛酸锂负极材料进行研磨得到负极粉料；其中，所述负极粉料的粒度分布满足D₁₀＝1-5um，D₅₀＝5-20um，D₉₀＝10-40um，(D₉₀-D₁₀)/D₅₀＝2-6；

S2、以S1中的负极粉料为活性物质、以超导炭黑和碳纳米管为导电剂、以聚偏氟乙烯为粘结剂制备负极浆料；其中，S1中的负极粉料、超导炭黑、碳纳米管、聚偏氟乙烯的重量比为90-95：1-3：2-4：2-4；负极浆料的固含量为35％-50％，粘度为4000-7000mPa·s；

S3、将S2中的负极浆料涂布在负极集流体上得到钛酸锂负极片；其中，负极浆料在负极集流体上的单面面密度为60-160g/m²，压实密度为1.8-2.0g/cm³；

S4、以三元材料为正极材料制备正极片；按N/P比＝0.9-0.97，将正极片和S3中的钛酸锂负极片制备成圆柱型钛酸锂储能电芯。

优选地，在S1中，所述钛酸锂负极材料的pH值控制在10.5-11.5范围内。

优选地，在S3中，所述负极集流体选用16+2+2um涂炭铝箔。