[发明专利]一种新型钛酸锂正极电池的制备方法

说明书

本发明公开了一种新型钛酸锂正极电池的制备方法属于化学电源技术领域。一种新型钛酸锂正极电池包括正极、负极、电解液、隔膜、外壳，钛酸锂电极作为正极，石墨电极作为负极。正极制作工艺为将钛酸锂、导电剂、粘结剂混合均匀后涂覆在铝箔上，烘干后制成钛酸锂正极。负极制作工艺为首先将石墨、导电剂、粘结剂、混合均匀后涂覆在铜箔上。负极极片需要进行预嵌锂处理，之后正负极极片还要进行装配和化成。新型钛酸锂正极电池工作电压为1.1~1.5V，可以直接应用于低压场景，摒弃了复杂的电路设计，提升了产品的可靠性。石墨负极预嵌锂解决了新型钛酸锂正极电池正极锂源的问题，降低了石墨负极的初始电位，电池在组装完成后可以顺利充放电。

技术领域

本发明公开了一种电池的制备方法属于化学电源技术领域，具体涉及一种新型钛酸锂正极电池的制备方法

背景技术

传统的镍镉、镍氢电池由于存在资源问题、成本问题以及环保等问题，所以在大部分的应用领域中被锂离子电池替代。传统锂离子电池电压较高，磷酸铁锂电池电压3.2V，钴酸锂电池电压3.7V，锰酸锂离子电池电压3.7V，三元电池电压3.6V。但是仍然有部分场景由于用电器件、设备的工作电压在1.1～1.5V。如果用高电压的锂离子电池需要做电压的转化，电压转化不但额外增加的能量损耗，同时降低产品的可靠性。

钛酸锂(LTO)作为锂离子嵌入电极的优势在于其“零应变”特性，从初始状态Li₄Ti₅O₁₂到完全锂化状态Li₇Ti₅O₁₂，晶格参数几乎没有变化(0.2％)。使得LTO稳定的电压平台，高安全性，长循环寿命，制造工艺简单，成为锂离子电池应用领域中最突出的电极材料之一，由于LTO对锂的平台电位1.5V，所以通常被用来做负极材料，正极采用磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料等材料，电池的电压一般在1.9～2.4V，而钛酸锂作为正极材料却鲜有报道。

现有技术存在两点问题一方面是传统锂电池电压过高，不适用需要在1.1～1.5V工作电压下电器件，需要做电压的转化，而电压转化不但额外增加的能量损耗，同时降低产品的可靠性。另一方面若用钛酸锂作为电池正极会出现锂源问题，负极的初始电位过高，这样电池在组装完成后无法充放电。

发明内容

为了获得工作电压1.1～1.5V锂离子电池，本发明提供一种新型钛酸锂正极电池。该方法具有工艺简单，成本低等优势。

本发明的目的可以通过以下技术方案达到：

一种新型钛酸锂正极电池的制备方法，所述一种新型钛酸锂正极电池包括正极、负极、电解液、隔膜、外壳，钛酸锂电极作为正极，石墨电极作为负极，其制备包括以下步骤：

1)将正极材料钛酸锂与导电剂、粘结剂、活性物质混合均匀得到正极混料，将负极材料石墨与导电剂、粘结剂、活性物质混合均匀得到负极混料。

2)涂布：将钛酸锂正极混料连续、均匀涂覆在铝箔上，将石墨负极混料连续、均匀涂覆在铜箔上。

3)辊压：将涂布后的极片进一步压实得到极片卷，来提高电池的体积能量密度，降低电池的内阻。

4)极片成型：将辊压后得到的极片卷分成所需要的小条正负极极片然后得到成型的极片。

5)负极预嵌锂：将石墨与金属锂箔贴紧并用夹具固定，浸入锂盐溶液中搁置24～72h，进行预嵌锂处理。

6)装配：将极片成型的正极极片和预嵌锂的负极极片进行装配车间工艺：

卷绕→极耳焊接→入壳→盖板焊接→注液→搁置

首先卷绕就是用隔膜将正负极极片隔开，再卷裹在一起；极耳焊接是将多个极耳一起焊接成为裸电芯；然后将裸电芯入壳；注液将电解液加入到电芯中；搁置目前一般采用高温搁置，目的是为了电解液充分浸润。