[发明专利]一种超高功率钛酸锂电池的电极及其制备方法和用途

说明书

本发明涉及一种超高功率钛酸锂电池的电极及其制备方法和用途，所述电极包括正极极片和负极极片，所述正极极片和负极极片的厚度各自独立的选自40‑85μm；本发明所述电极采用上述厚度，其加快了锂离子的传输速率，进而改善钛酸锂电池的充放电性能，由本发明上述电极组装得到的钛酸锂电池可实现65C以上倍率的10s充放电的超高功率。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，涉及一种超高功率钛酸锂电池的电极及其制备方法和用途。

背景技术

目前新能源行业作为能源战略方向之一，近年来发展迅速，得益于各个国家的新能源政策的导向；锂离子电池作为新能源行业的主力军，在最近十年的增长最快；随着行业对锂离子电池的认识越来越全面和清晰，市场对锂离子电池的安全、充电效率及使用场景越来越重视。而钛酸锂锂离子电池在安全、充放电效率及使用场景上都有明显的优势，例如钛酸锂电池比三元锂电池及磷酸铁锂电池更安全，充电速度更快，且可以在-40℃到60℃之间正常使用，另外车用的48V系统目前已经使用了三元或磷酸铁锂的锂离子电池，但在高功率的使用环境下，寿命衰减快，导致用户体验差，而钛酸锂锂离子电池循环寿命可超过几万次，是其它锂离子电池不可比拟的，且钛酸锂电池的功率特性优势明显，故钛酸锂电池在高功率场合的使用会越来越受到重视。

CN111029559A公开了一种钛酸锂电池，包括：正极极片，所述正极极片包括正极集流体和设置在其表面的正极活性物质层；负极极片，所述负极极片包括负极集流体和设置在其表面的负极活性物质层；所述正极活性物质层的材料包括正极活性物质、正极导电剂和正极粘结剂，且所述正极粘结剂为水性粘结剂；所述负极活性物质层的材料包括负极活性物质、负极导电剂、负极粘结剂和陶瓷粉体氧化铝粉体，所述负极活性物质为钛酸锂；CN107959020A公开了一种快充型钛酸锂电池，所述快充型钛酸锂电池由正极、负极、隔膜、电解液和铝塑膜组成，所述正极包括正极材料和正集流体，负极包括负极材料和负集流体；所述正极材料由以下质量百分比组成：85～95％的钴酸锂，1％～6％的正极粘结剂，1％～6％的正极导电剂；所述负极材料由以下质量百分比组成：85～95％的钛酸锂，0.1％～2％的二氧化钛，1％～6％的负极粘结剂，1％～6％的负极导电剂；上述文献均未公开如何实现在超高倍率下进行充放电的钛酸锂电池的设计。

基于此，开发一种适用于超高功率钛酸锂电池的电极及其制备方法仍具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种超高功率钛酸锂电池的电极及其制备方法和用途，所述电极包括正极极片和负极极片，所述正极极片和负极极片的厚度各自独立的选自40-85μm；本发明所述电极采用上述厚度，其加快了锂离子的传输速率，进而改善钛酸锂电池的充放电性能，由本发明上述电极组装得到的钛酸锂电池可实现65C以上倍率的10s充放电的超高功率。

本发明所述超高功率的含义指的是采用本发明所述电极制备得到的钛酸锂电池可实现65C以上倍率的10s充放电。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种超高功率钛酸锂电池的电极，所述电极包括正极极片和负极极片，所述正极极片和负极极片的厚度各自独立的选自40-85μm，例如45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm或80μm等。

本发明所述电极中正极极片和负极极片的厚度均在上述范围内，其能明显缩短电极内锂离子的传输路径，强化锂离子的传输速率，进而由其组装得到的钛酸锂电池具有超高倍率充放电性能；且本发明采用上述特定厚度的正极极片和负极极片，由其组装得到的钛酸锂电池可不经化成工序，直接进行分容分档大电流测试。

本发明中所述极片厚度均指代集流体及其表面活性物质层的厚度之和。

优选地，所述正极极片包括正极集流体及其表面的正极活性物质层，所述负极极片包括负极集流体及其表面的负极活性物质层。