[发明专利]一种锂离子电池电极、电池及其活化方法

说明书

本发明公开了一种锂离子电池电极、包括该电极的电池及其活化方法。该电极包括活性物质、导电碳、粘结剂和集流体，所述导电碳包括比表面积大于1000m²/g且孔径2‑50nm的百分比大于30%的活性炭。本发明通过正负极极片多孔化，极大的提高了锂离子电池的低温下的放电容量，改善低温续航能力，极大的提高用户体验。提出过电压首次活化流程，极大的改善石墨表面SEI膜的成膜状态，提高了锂离子电池低温性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池电极、电池及其活化方法。

背景技术

近些年来，锂离子电池在智能穿戴，手机，PC，电动车，电动汽车等领域得到了更加普及的应用。特别是电动汽车的推广，将锂离子电池的发展推向了新的风向口。但是受锂离子电池体系限制，低温下锂离子电池性能衰减加速，产品续航能力受到较大损失。因此，如何提高锂离子电池在低温下的性能已成为重要的研究课题，特别是近几年随着电动汽车的发展。在提高锂离子电池低温续航能力方面，研究者往往从锂离子电池正负极材料，电池设计，加热系统等方面入手。

发明内容

本发明提出一种锂离子电池，该锂离子电池从极片设计及制程上改善锂离子电池的低温性能，操作简单，成本低，极易推广。

本发明公开一种锂离子电池，同时公开一种采用过压充电进行首次活化电池的技术方案。所提供的锂离子电池正极极片中导入一种具有丰富中孔、大孔的活性炭材料，这种活性炭材料可以为电解液的存储提供较丰富的储液槽，极大的提高了极片电解液保有量，降低了充放电时锂离子传输的物理距离，为低温下锂离子的迁移提供锂离子源，改善了锂离子电池的低温放电性能。

另一方面，该发明提供的锂离子电池,采用过电压化成，在首次活化时，大电流过电压活化过程，有利于控制石墨表面SEI膜成膜厚度成长，改善了石墨表面SEI膜的状态，降低极片材料表面阻抗，利于锂离子电池低温放电性能的提升。

本发明专利，从极片设计及制程流程的改善，极大的提高了锂离子电池的低温放电能力，提升了锂离子电池的低温续航。

本发明的第一方面是提供一种锂离子电池电极，所述电极包括活性物质、导电碳、粘结剂和集流体，所述导电碳包括比表面积大于100m²/g且孔径2-50nm的百分比大于30%的活性炭。

在本发明的一些实施方式中，所述导电碳均还包括导电炭黑、碳纳米管、石墨烯、石墨片、活性炭纤维中的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中，在正极中，所述导电碳的质量含量为4%-8%，所述导电碳中所述活性炭的质量含量大于65%，所述导电碳中所述中孔及大孔的活性炭的质量含量为30-40%，优选为32-38%，进一步优选为34-36%。

在本发明的一些实施方式中，在负极中，所述导电碳的质量含量小于2%，所述导电碳中所述活性炭的质量含量大于65%，所述导电碳中所述中孔及大孔的活性炭的质量含量为30-40%，优选为32-38%，进一步优选为34-36%。

在本发明的一些实施方式中，所述正极中，所述活性物质选自钴酸锂、三元镍钴锰、锰酸锂、磷酸铁锂中的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中，所述负极中，所述活性物质包括选自人造石墨、天然石墨中的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中，所述正极中，所述粘结剂为PVDF。

在本发明的一些实施方式中，所述正极中，所述集流体为铝箔。

在本发明的一些实施方式中，所述负极中，所述粘结剂为SBR、丙烯酸中的一种或多种。

在本发明的一些实施方式中，所述负极中，所述集流体为铜箔。