CN101227016B - 锂离子动力电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子动力电池，要解决的技术问题是提高动力电池的重量比能量、保护环境。本发明的锂离子动力电池，具有电池外壳、负极、正极、电解液和隔膜，负极含有占负极材料90％～93％质量比的钛酸锂活性物质，正极含有占正极材料88％～90％质量比的磷酸钒锂活性物质，电解液含有碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、二甲醚和碳酸甲乙酯中的一种以上混合的有机溶剂。本发明与现有技术相比，电池具有较高的安全性能、良好的倍率性能、循环性能和长的循环寿命，制造简单，成本低廉，没有环境污染，无泄露、储存寿命长，易于小型化，而且使用温度范围广泛，可以取代目前广泛使用的铅酸蓄电池。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池，特别是一种锂离子动力电池。
背景技术
伴随着科技发展和社会进步，人类对能源的需求越来越大。以铅酸蓄电池为主的传统动力电池在人类生活中扮演着重要角色。铅酸蓄电池以其优良的性能和成本优势，主导着世界蓄电池产业，在电动汽车、混合动力车、风力发电、太阳能电池以及电力蓄电池等方面，铅酸蓄电池仍然列为首选电源。传统的铅酸蓄电池成本低廉，制作简单，而且具有较高的体积比能量和质量比容量。世界各国从板栅材料和电池结构方面入手，相继发明了一些新型板栅材料，如铜拉网板栅、铅布等，其重量比能量可以提高到50Wh/kg，这些研究成果将铅酸蓄电池性能向前推进一步，但是增长幅度有限，不能满足大功率、高能量的要求。而且铅酸蓄电池本身存在许多不足，特别是体积大、重量大、活性物质比效率低等。重量比能量低(平均30-40Wh/kg)是其最大的不足和缺点。现代社会对环境保护的要求越来越高，铅酸蓄电池含有重金属铅，严重危害环境，对人体也有毒害作用。
发明内容
本发明的目的是提供一种锂离子动力电池，要解决的技术问题是提高动力电池的重量比能量、保护环境。
本发明采用以下技术方案：一种锂离子动力电池，具有电池外壳、负极、正极、电解液和隔膜，所述负极含有占负极材料90％～93％质量比的钛酸锂活性物质，所述正极含有占正极材料88％～90％质量比的磷酸钒锂活性物质，所述电解液含有碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸二甲酯DMC、碳酸二乙酯DEC、二甲醚DME和碳酸甲乙酯EMC中的一种以上混合的有机溶剂。
本发明的负极由粘结剂、钛酸锂活性物质和导电剂按2％～5％∶90％～93％∶3％～5％质量比组成。
本发明的钛酸锂活性物质的化学式为Li4Ti5O12。
本发明的钛酸锂活性物质的粒径为13-35μm。
本发明的负极设有集流体，集流体为铜箔或铝箔。
本发明的正极由粘结剂、磷酸钒锂活性物质和导电剂3％～5％∶88％～90％∶5％～7％组成。
本发明的磷酸钒锂活性物质的化学式为Li3V2(PO4)3。
本发明的磷酸钒锂活性物质的粒径为13-35μm。
本发明的正极设有集流体，集流体为铝箔。
本发明的粘结剂是聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯。
本发明的导电剂是乙炔黑、导电石墨、碳纳米管或纳米碳纤维。
本发明电解液中含有的电解质是导电锂盐LiPF6、LiClO4或LiAsF6。
本发明的隔膜为聚丙烯膜、聚乙烯膜或丙烯与乙烯的共聚物膜。
本发明的外壳是塑料外壳、金属外壳或者金属合金外壳。
本发明锂离子动力电池通过串联电池单体或并联电池单体构成。
本发明与现有技术相比，电池负极含有钛酸锂活性物质，正极含有磷酸钒锂活性物质，电解液为混合有机溶液的电池，具有较高的安全性能、良好的倍率性能、循环性能和长的循环寿命，并且制造简单，成本低廉，同时，本发明的电池完全没有环境污染，无泄露、储存寿命长，易于小型化，而且使用温度范围广泛，可以取代目前广泛使用的铅酸蓄电池。
附图说明
图1是本发明实施例1的电池单体的放电曲线图。
图2是本发明实施例1的电池单体的循环曲线图。
图3是本发明对比例1的铅酸蓄电池的放电曲线图。
图4是本发明对比例1的铅酸蓄电池的循环曲线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。本发明的锂离子电池采用钛酸锂作为电池负极活性物质。尖晶石钛酸锂Li4Ti5O12是一种金属锂和低电位过渡金属钛的复合氧化物，属于AB2X4系列，其晶体结构与尖晶石LiMn2O4相似，可写为Li[Li1/3Ti5/3]O4，空间点阵群为Fd3m，具有锂离子的三维扩散通道。其中，O2-位于32e，构成FCC点阵，部分Li+位于四面体8a位置，剩余的Li+和Ti4+以1∶5的比例随机分布在八面体16d位置。因此，可根据结构将其描述为Li8a[Li1/3Ti5/3]16d[O4]32e。
本发明采用磷酸钒锂作为电池正极活性物质。磷酸钒锂Li3V2(PO4)3是三斜晶系，在其三维结构中，PO4 3-代替了比较小的O2-，这有助于增加结构的稳定性并加快锂离子迁移，而且离子取代能够通过两个方面来改变电位。一是诱导效应，改变了离子对，改变了金属离子的能级；另一个是通过提供比较多的电子，改变锂离子的浓度，易于氧化还原反应的发生。在三维结构中，金属八面体和磷酸根四面体分享氧原子，每个金属钒原子被六个四面体的磷原子包围，同时四面体磷被四个钒八面体所包围，这种构造形成三维的网状结构，锂原子处于这个框架结构的孔穴里，三个四重的晶体位置为锂原子存在，导致了在一个结构单元中有十二个锂原子的位置。
本发明采用乙炔黑、导电石墨、碳纳米管或纳米碳纤维导电物质作为导电剂，聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯作为粘结剂，以含有电解质LiPF6、LiClO4或LiAsF6的混合有机溶剂为电解液，有机溶剂为碳酸乙烯酯EC、碳酸丙烯酯PC、碳酸二甲酯DMC、碳酸二乙酯DEC、二甲醚DME和碳酸甲乙酯EMC中的一种以上的混合有机溶剂。本发明采用铜箔和铝箔分别为负极和正极的集流体，聚丙烯膜、聚乙烯膜或丙烯与乙烯的共聚物膜为隔膜，塑料、金属或者合金为电池外壳。本发明采用并联和串联的方式连接电池单体，以达到所要求的电压和电流。
1、本发明的电池单体制备
将Li4Ti5O12、导电剂和粘结剂按照比例混合均匀，涂敷在铜箔上，烘干之后压实，按照一定的尺寸剪切，制作为负极极片。将Li3V2(PO4)3、导电剂和粘结剂按照比例混合均匀，涂敷在铝箔上，烘干之后压实，按照一定的尺寸剪切，制作为正极极片。将正极极片、隔膜和负极极片按照顺序叠加在一起，装入塑料电池外壳中，加入有导电锂盐的电解液，密封之后即制作成电池单体。
2、电池单体测量
将制备好的电池单体，放到电池化成柜上，以一定的充电电流、充电时间和限制电压进行化成。用广州擎天实业有限公司BS-8303Q电池测试系统记录电池单体的内阻、容量、开路电池的数据，同时测试电池单体的充放电曲线和循环性能。电池重量比能量是指单位重量的电池所给出的能量，电池能量＝电池容量*电池电压。
3、动力电池组装
根据所需要的电压和电流，将电池单体，采取并联合串联相结合的方式组装成动力电池。
实施例1：将13μm的Li4Ti5O12、乙炔黑和溶于N-甲基吡咯烷酮的聚偏氟乙烯按照质量比90∶5∶5放到搅拌机中，以150转/分钟搅拌12小时获得所需的负极浆料。将负极浆料放到拉浆机上，涂敷在10μm的铜箔上，在130℃烘烤6小时，在20MPa的压力下辊压，按照一定270mm×42.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为230g/cm2的负极极片。将13μm的Li3V2(PO4)3、乙炔黑和溶于N-甲基吡咯烷酮的聚偏氟乙烯按照88∶7∶5的质量比放到搅拌机中，以100转/分钟搅拌24小时。将正极浆料放到拉浆机上，涂敷在15μm的铝箔上，在150℃烘烤6小时，在25MPa的压力下辊压，按照一定320mm×41.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为210g/cm2的正极极片。将正极极片、Celgard2400型聚丙烯隔膜和负极极片按照顺序叠加在一起，在邵阳市达力电源实业有限公司423048的卷绕机上卷绕，热压后装入塑料外壳中。把电池单体放到烘烤箱中，在100℃下烘烤10小时，再把电池单体转移到注液间，注入1mol/L LiPF6的EC+DMC(体积比1∶1)电解液，密封之后即制作成电池单体。
将制备好的电池单体，放置12小时后，放到电池化成柜上，在上、下限电压为1-3V，以0.1C的电流充放电3次。记录电池单体的内阻40Ω、容量338mAh、开路电池的电压1.003V。如图1所示，磷酸钒锂和钛酸锂匹配的电池放电时出现2.5V和2.0V双电位平台，这主要是由于磷酸钒锂本身固有两个放电电位平台，而钛酸锂本身固有一个放电电位平台，使得它们匹配后的电池放电时具有双电位平台。如图2所示，经过500次循环，电池容量保持率为93.6％，循环性能非常好。该电池重量比能量如表1所示。
将9个电池单体，装入动力电池塑料外壳中，通过导线串联起来，焊接热封，即得到所需的开路电压约36V的动力电池组。
实施例2：将35μm的Li4Ti5O12、乙炔黑和溶于N-甲基吡咯烷酮的聚偏氟乙烯按照93∶5∶2的质量比放到搅拌机中，以50转/分钟搅拌24小时获得所需的负极浆料。将负极浆料放到拉浆机上，涂敷在20μm的铜箔上，在100℃烘烤12小时，在10MPa/M2的压力下辊压，按照一定270mm×42.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为230g/cm2的负极极片。将35μm的Li3V2(PO4)3、乙炔黑和溶于N-甲基吡咯烷酮的聚偏氟乙烯按照90∶7∶3的比例放到搅拌机中，以80转/分钟搅拌24小时。将正极浆料放到拉浆机上，涂敷在12μm的铝箔上，在120℃烘烤12小时，在25MPa的压力下辊压，按照一定320mm×41.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为210g/cm2的正极极片。将正极极片、Celgard2400型聚丙烯隔膜和负极极片按照顺序叠加在一起，在423048的卷绕机上卷绕，热压后装入塑料外壳中。把电池单体放到烘烤箱中，在100℃下烘烤24小时，再把电池单体转移到注液间，注入1M/molLiPF6的EC+DMC+EMC(体积比1∶1∶1)电解液，密封之后即制作成电池单体。
将制备好的电池单体，放置24小时，然后放到电池化成柜上，在上、下限电压为1-3V，以0.1C的电流充放电3次。记录电池单体的内阻41Ω、容量335mAh、开路电池的电压1.001V。电池出现2.5V和2.0V双电位平台，500次循环后电池容量保持率为92.5％。该电池重量比能量如表1所示。
将12个电池单体，装入动力电池塑料外壳中，通过导线连接起来，其中每6个电池单体先串联，然后并联。再焊接热封，即得到所需的开路电压约24V的动力电池组。
实施例3：将25μm的Li4Ti5O12、导电石墨和聚四氟乙烯水溶液按照91∶4∶5的质量比放到搅拌机中，以50转/分钟搅拌24小时获得所需的负极浆料。将负极浆料放到拉浆机上，涂敷在20μm的铜箔上，在100℃烘烤12小时，在10MPa/M2的压力下辊压，按照一定270mm×42.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为230g/cm2的负极极片。将25μm的Li3V2(PO4)3、导电石墨和聚四氟乙烯水溶液按照89∶6∶5的比例放到搅拌机中，以80转/分钟搅拌24小时。将正极浆料放到拉浆机上，涂敷在12μm的铝箔上，在120℃烘烤12小时，在25MPa的压力下辊压，按照一定320mm×41.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为210g/cm2的正极极片。将正极极片、Celgard2400型聚丙烯隔膜和负极极片按照顺序叠加在一起，在423048的卷绕机上卷绕，热压后装入塑料外壳中。把电池单体放到烘烤箱中，在100℃下烘烤24小时，再把电池单体转移到注液间，注入1M/molLiClO4的EC+DMC+EMC(体积比1∶1∶1)电解液，密封之后即制作成电池单体。
将制备好的电池单体，放置24小时，然后放到电池化成柜上，在上、下限电压为1-3V，以0.1C的电流充放电3次。记录电池单体的内阻39Ω、容量340mAh、开路电池的电压1.002V。电池出现2.5V和2.0V双电位平台，500次循环后电池容量保持率为92.8％。该电池重量比能量如表1所示。
将12个电池单体，装入动力电池塑料外壳中，通过导线连接起来，其中每6个电池单体先串联，然后并联。再焊接热封，即得到所需的开路电压约24V的动力电池组。
实施例4：将20μm的Li4Ti5O12、纳米碳纤维和聚四氟乙烯水溶液按照92∶3∶5的质量比放到搅拌机中，以50转/分钟搅拌24小时获得所需的负极浆料。将负极浆料放到拉浆机上，涂敷在20μm的铜箔上，在100℃烘烤12小时，在10MPa/M2的压力下辊压，按照一定270mm×42.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为230g/cm2的负极极片。将20μm的Li3V2(PO4)3、纳米碳纤维和聚四氟乙烯水溶液按照90∶5∶5的比例放到搅拌机中，以80转/分钟搅拌24小时。将正极浆料放到拉浆机上，涂敷在12μm的铝箔上，在120℃烘烤12小时，在25MPa的压力下辊压，按照一定320mm×41.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为210g/cm2的正极极片。将正极极片、Celgard2400型聚丙烯隔膜和负极极片按照顺序叠加在一起，在423048的卷绕机上卷绕，热压后装入塑料外壳中。把电池单体放到烘烤箱中，在100℃下烘烤24小时，再把电池单体转移到注液间，注入1M/mol LiAsF6的EC+DMC+EMC(体积比1∶1∶1)电解液，密封之后即制作成电池单体。
将制备好的电池单体，放置24小时，然后放到电池化成柜上，在上、下限电压为1-3V，以0.1C的电流充放电3次。记录电池单体的内阻42Ω、容量342mAh、开路电池的电压1.001V。电池出现2.5V和2.0V双电位平台，500次循环后电池容量保持率为93.9％。该电池重量比能量如表1所示。
将12个电池单体，装入动力电池塑料外壳中，通过导线连接起来，其中每6个电池单体先串联，然后并联。再焊接热封，即得到所需的开路电压约24V的动力电池组。
实施例5：将20μm的Li4Ti5O12、碳纳米管和聚四氟乙烯水溶液按照93∶4∶3的质量比放到搅拌机中，以50转/分钟搅拌24小时获得所需的负极浆料。将负极浆料放到拉浆机上，涂敷在20μm的铜箔上，在100℃烘烤12小时，在10MPa/M2的压力下辊压，按照一定270mm×42.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为230g/cm2的负极极片。将20μm的Li3V2(PO4)3、碳纳米管和聚四氟乙烯水溶液按照90∶4∶6的比例放到搅拌机中，以80转/分钟搅拌24小时。将正极浆料放到拉浆机上，涂敷在12μm的铝箔上，在120℃烘烤12小时，在25MPa的压力下辊压，按照一定320mm×41.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为210g/cm2的正极极片。将正极极片、Celgard2400型聚丙烯隔膜和负极极片按照顺序叠加在一起，在423048的卷绕机上卷绕，热压后装入塑料外壳中。把电池单体放到烘烤箱中，在100℃下烘烤24小时，再把电池单体转移到注液间，注入1M/molLiAsF6的EC+DMC+EMC(体积比1∶1∶1)电解液，密封之后即制作成电池单体。
将制备好的电池单体，放置24小时，然后放到电池化成柜上，在上、下限电压为1-3V，以0.1C的电流充放电3次。记录电池单体的内阻40Ω、容量345mAh、开路电池的电压1.000V。电池出现2.5V和2.0V双电位平台，500次循环后电池容量保持率为94.3％。该电池重量比能量如表1所示。
将12个电池单体，装入动力电池塑料外壳中，通过导线连接起来，其中每6个电池单体先串联，然后并联。再焊接热封，即得到所需的开路电压约24V的动力电池组。
对比例1：按照成熟的工艺装配成2V4Ah铅酸蓄电池，然后进行恒流充电，以0.1 C20A～0.2 C20A的电流充至2.5V，再进行恒压充电，充电电压定为2.5V，充电时间为20h。记录电池容量4.05Ah。如图3所示，铅酸蓄电池的没有一个放电平台，容量很快就放完，这也是它不如锂离子电池的原因之一。如图4所示，铅酸蓄电池的循环性能较差，前300次循环非常好，容量保持率97％以上，但是300次循环后容量衰减的很快，到450周时容量保持率只有50％。该电池重量比能量如表1所示。
本发明的电池具有较高的安全性能、良好的倍率性能、长的循环寿命和较高的重量比能量，并且制造简单，成本低廉，可以取代目前广泛使用的铅酸蓄电池。高能量、高功率，具有良好的倍率性能和循环性能的动力电源，以取代传统的铅酸蓄电池。同时，本发明涉及的新型电池完全没有环境污染，使一种绿色环保电池。而且，本发明的电池具有无泄露、储存寿命长、易于小型化等优点，而且使用温度范围特别广泛。
表1磷酸钒锂和钛酸锂匹配电池与铅酸蓄电池重量比能量对比表
| 实施例 | 放电容量(mAh) | 500次循环容量保持率(％) | 重量比能量(Wh/Kg) |
| 1 | 338 | 93.6 | 76.1 |
| 2 | 335 | 92.5 | 75.4 |
| 3 | 340 | 92.8 | 76.5 |
| 4 | 342 | 93.9 | 77.0 |
| 5 | 345 | 94.3 | 77.6 |
| 对比例1 | 4050 | ＜50 | 34 |
Claims (5)
1.一种锂离子动力电池，具有电池外壳、负极、正极、电解液和隔膜，其特征在于：所述负极由聚偏氟乙烯、钛酸锂活性物质和乙炔黑按5％∶90％∶5％质量比组成，所述正极由聚偏氟乙烯、磷酸钒锂活性物质和乙炔黑按5％∶88％：7％组成，所述电解液含有体积比1∶1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合物；
所述钛酸锂活性物质的化学式为Li4Ti5O12；
所述钛酸锂活性物质的粒径为13μm；
所述负极设有集流体，集流体为铜箔；
所述磷酸钒锂活性物质的化学式为Li3V2(PO4)3；
所述磷酸钒锂活性物质的粒径为13μm；
所述正极设有集流体，集流体为铝箔；
所述电解液中含有的电解质是导电锂盐LiPF6；
所述隔膜为聚丙烯膜；
所述外壳是塑料外壳；
所述锂离子动力电池通过串联电池单体构成；
所述锂离子动力电池采用以下方法制备得到：将13μm的Li4Ti5O12、乙炔黑和溶于N-甲基吡咯烷酮的聚偏氟乙烯按照90∶5∶5的质量比放到搅拌机中，以150转/分钟搅拌12小时获得所需的负极浆料；将负极浆料放到拉浆机上，涂敷在10μm的铜箔上，在130℃烘烤6小时，在20MPa的压力下辊压，按照270mm×42.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为230g/cm2的负极极片；将13μm的Li3V2(PO4)3、乙炔黑和聚偏氟乙烯水溶液按照88∶7∶5的质量比例放到搅拌机中，以100转/分钟搅拌24小时；将正极浆料放到拉浆机上，涂敷在15μm的铝箔上，在150℃烘烤6小时，在25MPa的压力下辊压，按照320mm×41.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为210g/cm2的正极极片；将正极极片、Celgard2400型聚丙烯隔膜和负极极片按照顺序叠加在一起，在邵阳市达力电源实业有限公司423048卷绕机上卷绕，热压后装入塑料外壳中；把电池单体放到烘烤箱中，在100℃下烘烤10小时，再把电池单体转移到注液间，注入1/mol/L LiPF6的EC+DMC体积比1∶1电解液，密封之后即制作成电池单体；将制备好的电池单体，放置12小时，然后放到电池化成柜上，在上、下限电压为1-3V，以0.1C的电流充放电3次；记录电池单体的内阻40Ω、容量338mAh、开路电池的电压1.003V；电池出现2.5V和2.0V双电位平台，500次循环后电池容量保持率为93.6％；将9个电池单体，装入动力电池塑料外壳中，通过导线串联起来，再焊接热封，得到所需的开路电压约36V的动力电池组。
2.一种锂离子动力电池，具有电池外壳、负极、正极、电解液和隔膜，其特征在于：所述负极由聚偏氟乙烯、钛酸锂活性物质和乙炔黑按2％∶93％∶5％质量比组成，所述正极由聚偏氟乙烯、磷酸钒锂活性物质和乙炔黑按3％∶90％∶7％组成，所述电解液含有体积比1∶1∶1的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)的混合物；
所述钛酸锂活性物质的化学式为Li4Ti5O12；
所述钛酸锂活性物质的粒径为35μm；
所述负极设有集流体，集流体为铜箔；
所述磷酸钒锂活性物质的化学式为Li3V2(PO4)3；
所述磷酸钒锂活性物质的粒径为35μm；
所述正极设有集流体，集流体为铝箔；
所述电解液中含有的电解质是导电锂盐LiPF6；
所述隔膜为聚丙烯膜；
所述外壳是塑料外壳；
所述锂离子动力电池通过先串联，然后并联电池单体构成；
所述锂离子动力电池采用以下方法制备得到：将35μm的Li4Ti5O12、乙炔黑和溶于N-甲基吡咯烷酮的聚偏氟乙烯按照93∶5∶2的质量比放到搅拌机中，以50转/分钟搅拌24小时获得所需的负极浆料；将负极浆料放到拉浆机上，涂敷在20μm的铜箔上，在100℃烘烤12小时，在10Mpa/m2的压力下辊压，按照270mm×42.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为230g/cm2的负极极片；将35μm的Li3V2(PO4)3、乙炔黑和聚偏氟乙烯水溶液按照90∶7∶3的质量比例放到搅拌机中，以80转/分钟搅拌24小时；将正极浆料放到拉浆机上，涂敷在12μm的铝箔上，在120℃烘烤12小时，在25MPa的压力下辊压，按照320mm×41.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为210g/cm2的正极极片；将正极极片、Celgard2400型聚丙烯隔膜和负极极片按照顺序叠加在一起，在邵阳市达力电源实业有限公司423048卷绕机上卷绕，热压后装入塑料外壳中；把电池单体放到烘烤箱中，在100℃下烘烤24小时，再把电池单体转移到注液间，注入1M/mol LiPF6的EC+DMC+EMC体积比1∶1∶1电解液，密封之后即制作成电池单体；将制备好的电池单体，放置24小时，然后放到电池化成柜上，在上、下限电压为1-3V，以0.1C的电流充放电3次；记录电池单体的内阻40Ω、容量335mAh、开路电池的电压1.001V；电池出现2.5V和2.0V双电位平台，500次循环后电池容量保持率为92.5％；将12个电池单体，装入动力电池塑料外壳中，通过导线连接起来，其中每6个电池单体先串联，然后并联，再焊接热封，得到所需的开路电压约24V的动力电池组。
3.一种锂离子动力电池，具有电池外壳、负极、正极、电解液和隔膜，其特征在于：所述负极由聚四氟乙烯、钛酸锂活性物质和导电石墨按5％∶91％∶4％质量比组成，所述正极由聚四氟乙烯、磷酸钒锂活性物质和导电石墨按5％∶89％∶6％组成，所述电解液含有体积比1∶1∶1的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)的混合物；
所述钛酸锂活性物质的化学式为Li4Ti5O12；
所述钛酸锂活性物质的粒径为25μm；
所述负极设有集流体，集流体为铜箔；
所述磷酸钒锂活性物质的化学式为Li3V2(PO4)3；
所述磷酸钒锂活性物质的粒径为25μm；
所述正极设有集流体，集流体为铝箔；
所述电解液中含有的电解质是导LiClO4；
所述隔膜为聚丙烯膜；
所述外壳是塑料外壳；
所述锂离子动力电池通过先串联，然后并联电池单体构成；
所述锂离子动力电池采用以下方法制备得到：将25μm的Li4Ti5O12、导电石墨和聚四氟乙烯水溶液按照91∶4∶5的质量比放到搅拌机中，以50转/分钟搅拌24小时获得所需的负极浆料；将负极浆料放到拉浆机上，涂敷在20μm的铜箔上，在100℃烘烤12小时，在10Mpa/m2的压力下辊压，按照270mm×42.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为230g/cm2的负极极片；将25μm的Li3V2(PO4)3、导电石墨和聚四氟乙烯水溶液按照89∶6∶5的质量比例放到搅拌机中，以80转/分钟搅拌24小时；将正极浆料放到拉浆机上，涂敷在12μm的铝箔上，在120℃烘烤12小时，在25MPa的压力下辊压，按照320mm×41.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为210g/cm2的正极极片；将正极极片、Celgard2400型聚丙烯隔膜和负极极片按照顺序叠加在一起，在邵阳市达力电源实业有限公司423048卷绕机上卷绕，热压后装入塑料外壳中；把电池单体放到烘烤箱中，在100℃下烘烤24小时，再把电池单体转移到注液间，注入1M/mol LiClO4的EC+DMC+EMC体积比1∶1∶1电解液，密封之后即制作成电池单体；将制备好的电池单体，放置24小时，然后放到电池化成柜上，在上、下限电压为1-3V，以0.1C的电流充放电3次；记录电池单体的内阻39Ω、容量340mAh、开路电池的电压1.002V；电池出现2.5V和2.0V双电位平台，500次循环后电池容量保持率为92.8％；将12个电池单体，装入动力电池塑料外壳中，通过导线连接起来，其中每6个电池单体先串联，然后并联，再焊接热封，得到所需的开路电压约24V的动力电池组。
4.一种锂离子动力电池，具有电池外壳、负极、正极、电解液和隔膜，其特征在于：所述负极由聚四氟乙烯、钛酸锂活性物质和纳米碳纤维按5％∶92％∶3％质量比组成，所述正极由聚四氟乙烯、磷酸钒锂活性物质和纳米碳纤维按5％∶90％∶5％组成，所述电解液含有体积比1∶1∶1的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)的混合物；
所述钛酸锂活性物质的化学式为Li4Ti5O12；
所述钛酸锂活性物质的粒径为20μm；
所述负极设有集流体，集流体为铜箔；
所述磷酸钒锂活性物质的化学式为Li3V2(PO4)3；
所述磷酸钒锂活性物质的粒径为20μm；
所述正极设有集流体，集流体为铝箔；
所述电解液中含有的电解质是导LiAsF6；
所述隔膜为聚丙烯膜；
所述外壳是塑料外壳；
所述锂离子动力电池通过先串联，然后并联电池单体构成；
所述锂离子动力电池采用以下方法制备得到：将20μm的Li4Ti5O12、纳米碳纤维和聚四氟乙烯水溶液按照92∶3∶5的质量比放到搅拌机中，以50转/分钟搅拌24小时获得所需的负极浆料；将负极浆料放到拉浆机上，涂敷在20μm的铜箔上，在100℃烘烤12小时，在10Mpa/m2的压力下辊压，按照270mm×42.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为230g/cm2的负极极片；将20μm的Li3V2(PO4)3、纳米纤维和聚四氟乙烯水溶液按照90∶5∶5的质量比例放到搅拌机中，以80转/分钟搅拌24小时；将正极浆料放到拉浆机上，涂敷在12μm的铝箔上，在120℃烘烤12小时，在25MPa的压力下辊压，按照320mm×41.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为210g/cm2的正极极片；将正极极片、Celgard2400型聚丙烯隔膜和负极极片按照顺序叠加在一起，在邵阳市达力电源实业有限公司423048卷绕机上卷绕，热压后装入塑料外壳中；把电池单体放到烘烤箱中，在100℃下烘烤24小时，再把电池单体转移到注液间，注入1M/mol LiAsF6的EC+DMC+EMC体积比1∶1∶1电解液，密封之后即制作成电池单体；将制备好的电池单体，放置24小时，然后放到电池化成柜上，在上、下限电压为1-3V，以0.1C的电流充放电3次；记录电池单体的内阻42Ω、容量342mAh、开路电池的电压1.001V；电池出现2.5V和2.0V双电位平台，500次循环后电池容量保持率为93.9％；将12个电池单体，装入动力电池塑料外壳中，通过导线连接起来，其中每6个电池单体先串联，然后并联，再焊接热封，得到所需的开路电压约24V的动力电池组。
5.一种锂离子动力电池，具有电池外壳、负极、正极、电解液和隔膜，其特征在于：所述负极由聚四氟乙烯、钛酸锂活性物质和碳纳米管按3％∶93％∶4％质量比组成，所述正极由聚四氟乙烯、磷酸钒锂活性物质和碳纳米管按6％∶90％∶4％组成，所述电解液含有体积比1∶1∶1的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)的混合物；
所述钛酸锂活性物质的化学式为Li4Ti5O12；
所述钛酸锂活性物质的粒径为20μm；
所述负极设有集流体，集流体为铜箔；
所述磷酸钒锂活性物质的化学式为Li3V2(PO4)3；
所述磷酸钒锂活性物质的粒径为20μm；
所述正极设有集流体，集流体为铝箔；
所述电解液中含有的电解质是导LiAsF6；
所述隔膜为聚丙烯膜；
所述外壳是塑料外壳；
所述锂离子动力电池通过先串联，然后并联电池单体构成；
所述锂离子动力电池采用以下方法制备得到：将20μm的Li4Ti5O12、碳纳米管和聚四氟乙烯水溶液按照93∶4∶3的质量比放到搅拌机中，以50转/分钟搅拌24小时获得所需的负极浆料；将负极浆料放到拉浆机上，涂敷在20μm的铜箔上，在100℃烘烤12小时，在10Mpa/m2的压力下辊压，按照270mm×42.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为230g/cm2的负极极片；将20μm的Li3V2(PO4)3、碳纳米管和聚四氟乙烯水溶液按照90∶4∶6的质量比例放到搅拌机中，以80转/分钟搅拌24小时；将正极浆料放到拉浆机上，涂敷在12μm的铝箔上，在120℃烘烤12小时，在25MPa的压力下辊压，按照320mm×41.5mm的尺寸剪切，制作成面密度为210g/cm2的正极极片；将正极极片、Celgard2400型聚丙烯隔膜和负极极片按照顺序叠加在一起，在邵阳市达力电源实业有限公司423048卷绕机上卷绕，热压后装入塑料外壳中；把电池单体放到烘烤箱中，在100℃下烘烤24小时，再把电池单体转移到注液间，注入1M/mol LiAsF6的EC+DMC+EMC体积比1∶1∶1电解液，密封之后即制作成电池单体；将制备好的电池单体，放置24小时，然后放到电池化成柜上，在上、下限电压为1-3V，以0.1C的电流充放电3次；记录电池单体的内阻40Ω、容量345mAh、开路电池的电压1.000V；电池出现2.5V和2.0V双电位平台，500次循环后电池容量保持率为94.3％；将12个电池单体，装入动力电池塑料外壳中，通过导线连接起来，其中每6个电池单体先串联，然后并联，再焊接热封，得到所需的开路电压约24V的动力电池组。
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