CN106099041B - 一种钛酸锂复合负极极片及钛酸锂电池 - Google Patents

一种钛酸锂复合负极极片及钛酸锂电池 Download PDF

Info

Publication number
CN106099041B
CN106099041B CN201610741884.5A CN201610741884A CN106099041B CN 106099041 B CN106099041 B CN 106099041B CN 201610741884 A CN201610741884 A CN 201610741884A CN 106099041 B CN106099041 B CN 106099041B
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
lithium titanate
functional
lithium
conductive agent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610741884.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106099041A (zh
Inventor
王燕
吴英鹏
龙官奎
原东甲
李志�
赵晓锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HUIZHOU BROAD NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd.
SHENZHEN BOLEIDA NEW ENERGY SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.
Original Assignee
Shenzhen Boleida New Energy Science & Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Boleida New Energy Science & Technology Co ltd filed Critical Shenzhen Boleida New Energy Science & Technology Co ltd
Priority to CN201610741884.5A priority Critical patent/CN106099041B/zh
Publication of CN106099041A publication Critical patent/CN106099041A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106099041B publication Critical patent/CN106099041B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624—Electric conductive fillers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明涉及一种钛酸锂复合负极极片及钛酸锂电池。该负极极片包括集流体和在集流体表面沿远离集流体厚度方向依次设置的功能层、活性物质层；所述功能层包括功能性物质和导电剂，功能性物质与导电剂的质量比为(70～90)：(5～20)；所述活性物质层中的负极活性物质为钛酸锂。本发明所提供的钛酸锂复合负极极片，通过在集流体表面涂覆功能性物质，集流体、功能层、活性物质层之间的接触面积增加，有利于降低内阻，并提高散热性能；功能层可以快速吸收多余的热量，可以在集流体和活性物质层表面生成保护层，有效抑制电池的温度的继续升高并钝化活性物质层，降低着火机率，从根源上控制电池的安全隐患，保障电池的安全性。

Description

一种钛酸锂复合负极极片及钛酸锂电池
技术领域
本发明属于钛酸锂电池领域，具体涉及一种钛酸锂复合负极极片及钛酸锂电池。
背景技术
目前商业化的锂离子电池负极主要采用石墨类材料，在快速充放电过程中锂离子来不及嵌入石墨层间，并造成锂离子在极片表面堆积造成安全隐患；提高锂离子电池安全性能措施之一是采用层间距大的负极材料，以减少过多的锂离子在极片表面的堆积。
钛酸锂材料具有零应变、放电电压平稳、电解液不致发生分解的特性，有利于提高离子电池的安全性能。同时，钛酸锂材料具有的高锂离子扩散系数(2*10-8cm2/s)，高电势，不易形成锂晶枝的特点，在锂离子电池领域具有良好的应用前景。
公开号为CN105226325A的专利公开了一种钛酸锂电池；其负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体上的负极活性物质层，负极活性物质层由82～98％的钛酸锂、1～8％的粘结剂和1％～10％的导电剂组成。现有技术的钛酸锂电池，作为负极活性物质的钛酸锂直接与集流体接触，接触面积有限，内阻较大，在大倍率工作下容易在极片附近产生高温，一方面会促进电解液分解产生胀气，影响电池的安全性能，另一方面，热量在极片附近局部聚集增加了电池的着火机率。
发明内容
本发明的目的是提供一种钛酸锂复合负极极片，从而解决现有的钛酸锂电池内阻大，容易产生胀气和着火的问题。
本发明的第二个目的是提供使用上述钛酸锂负极极片的钛酸锂电池。
为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：
一种钛酸锂复合负极极片，包括集流体和在集流体表面沿远离集流体厚度方向依次设置的功能层、活性物质层；
所述功能层包括功能性物质和导电剂，功能性物质与导电剂的质量比为(70～90)：(5～20)，所述功能性物质为三聚氰胺氰尿酸盐、季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐、多聚磷酸铵、三聚氰胺焦磷酸盐或三聚氰胺磷酸酯；
所述活性物质层中的负极活性物质为钛酸锂。
本发明所提供的钛酸锂复合负极极片，通过在集流体表面涂覆功能性物质，集流体、功能层、活性物质层之间的接触面积增加，有利于降低内阻，并提高散热性能，保护集流体免受电解液的腐蚀，提高循环性能和倍率性能；功能层可以快速吸收多余的热量，作为反应熵，自发地相应化学反应，可以在集流体和活性物质层表面生成保护层，一方面可以有效抑制电池的温度的继续升高；另一方面可以钝化活性物质层，降低着火机率，从根源上控制电池的安全隐患，保障电池的安全性。
功能层由功能性物质、导电剂和粘结剂组成，功能性物质、导电剂和粘结剂的质量比为(70～90)：(5～20)：(5～10)。将上述物质加入到溶剂中混合，制成功能浆液，涂覆在集流体表面，干燥，即形成功能层。溶剂可采用N-甲基吡咯烷酮。
活性物质层由钛酸锂、导电剂和粘结剂组成，钛酸锂、导电剂和粘结剂的质量比为(90～95)：(3～5)：(2～5)。将上述物质加入到溶剂中混合，制成活性物质浆液，涂覆在功能层表面，干燥，即形成活性物质层。溶剂可采用N-甲基吡咯烷酮。
功能层和活性物质层的厚度比为(1～5)：(100～300)。
进一步的，在活性物质层表面还设有偏铝酸锂复合层；所述偏铝酸锂复合层包括偏铝酸锂和导电剂，偏铝酸锂和导电剂的质量比为(90～95)：(2～3)。
活性物质层和偏铝酸锂复合层的厚度比为(100～300)：(5～10)。
优选的，偏铝酸锂复合层由偏铝酸锂、导电剂和粘结剂组成，偏铝酸锂：导电剂：粘结剂＝(90～95)：(2～3)：(3～7)。
优选的，所述粘结剂为聚偏氟乙烯或海藻酸钠。所述导电剂为石墨烯、碳纳米管、气象生长碳纤维或炭黑。
本发明的钛酸锂复合负极极片，在活性物质层外涂覆有偏铝酸锂复合层；外层的偏铝酸锂复合层，可以提高提高充放电过程中锂离子的传输速率，促进克容量和倍率性能的发挥；活性物质层的上下层均有物质保护，可以防止钛酸锂直接与电解液接触，降低胀气量，从而提高循环性能。同时，外层的偏铝酸锂复合层，可有效防止大倍率下负极极片锂离子的堆积造成的锂支晶，进一步提高电池的安全性能。
上述钛酸锂复合负极极片的制备方法，包括以下步骤：
1)将粘结剂、导电剂、功能性物质加入到溶剂中混合，得到功能浆液；将粘结剂、导电剂、钛酸锂加入到溶剂中混合，得到活性物质浆液；粘结剂、导电剂、偏铝酸锂加入到溶剂中混合，得到偏铝酸锂复合浆液；
2)将功能浆液涂覆于集流体上，干燥后形成功能层；在功能层上涂覆活性物质浆液，干燥，形成活性物质层；再在活性物质层上涂覆偏铝酸锂复合浆液，干燥，即得。
步骤1)中，所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮。功能浆液中，70～90g功能性物质对应N-甲基吡咯烷酮的加入量为200ml；活性物质浆液中，90～95g钛酸锂对应N-甲基吡咯烷酮的加入量为100ml；偏铝酸锂复合浆液中，90～95g偏铝酸锂对应N-甲基吡咯烷酮的加入量为100ml。
一种钛酸锂电池，由正极、负极、隔膜和电解液组成，负极采用上述钛酸锂复合负极极片。
正极可采用现有技术，如以三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为正极活性物质制备正极极片；隔膜可采用celegard2400；电解液可采用现有技术，优选的，所述电解液由LiPF6和非水有机溶剂组成，LiPF6的浓度为1.3mol/L，非水有机溶剂由体积比为1:1的碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯组成。
本发明所提供的钛酸锂电池，在降低钛酸锂的胀气量低的基础上，提高了锂离子的传输速率，降低了内阻，进而提高了电池的倍率性能和循环性能；穿刺试验和撞击试验的结果表明，本发明的钛酸锂电池具有良好的安全性能，着火机率大大降低。
附图说明
图1为本发明的钛酸锂复合负极极片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。具体实施方式中的钛酸锂复合负极极片，结构示意图如图1所示，包括集流体1和在集流体表面沿远离集流体1方向依次设置的功能层2、活性物质层3和偏铝酸锂复合层4。
实施例1
本实施例的钛酸锂复合负极极片，包括铜箔和在铜箔表面沿远离铜箔方向依次设置的功能层、活性物质层和偏铝酸锂复合层；所述功能层由质量比为82：10：8的功能性物质、导电剂SP和聚偏氟乙烯粘结剂组成，功能性物质为三聚氰胺氰尿酸盐；功能层的厚度为2μm；所述活性物质层由质量比为92：4：4的钛酸锂、导电剂SP和聚偏氟乙烯粘结剂组成，活性物质层的厚度为150μm；所述偏铝酸锂复合层由质量比为92：3：5的偏铝酸锂、导电剂SP和聚偏氟乙烯粘结剂组成，偏铝酸锂复合层的厚度为8μm。
上述钛酸锂复合负极极片的制备方法，采用以下步骤：
1)将8g聚偏氟乙烯添加到200ml的N-甲基吡咯烷酮中，分散均匀后，再添加10g导电剂SP分散2h，之后添加82g三聚氰胺氰尿酸盐分散，得到功能浆液；将4g聚偏氟乙烯添加到100ml的N-甲基吡咯烷酮中，分散均匀后再添加4g导电剂SP，分散均匀后再添加92g钛酸锂分散，得到活性物质浆液；将5g聚偏氟乙烯添加到100ml的N-甲基吡咯烷酮中分散均匀后，添加3g导电剂SP分散2h，之后添加92g的偏铝酸锂，搅拌分散2h，得到外层浆料；
2)通过凹版印刷技术，将功能浆液喷涂在铜箔表面，干燥后，形成功能层；在功能层表面涂覆活性物质浆液，干燥后，形成活性物质层；在活性物质层表面涂覆偏铝酸锂复合浆液，干燥后，形成偏铝酸锂复合层，即得。
本实施例的钛酸锂电池，由正极、负极、隔膜和电解液组成，正极以三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2为正极活性物质，负极采用本实施例的负极极片，隔膜为celegard2400，电解液由LiPF6和非水有机溶剂组成，LiPF6的浓度为1.3mol/L，非水有机溶剂由体积比为1:1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)组成；组装成5Ah软包电池；之后在以0.1C倍率进行充电，恒流充电至3.2V，排出充电过程中产生的气体，然后以0.1C的倍率放电至1.0V，充放电循环2次后将电池充放电过程中产生的气体排出，即得到钛酸锂电池。
实施例2
本实施例的钛酸锂复合负极极片，包括铜箔和在铜箔表面沿远离铜箔方向依次设置的功能层、活性物质层和偏铝酸锂复合层；所述功能层由质量比为90：5：5的功能性物质、导电剂石墨烯和聚偏氟乙烯粘结剂组成，功能性物质为季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐；功能层的厚度为1μm；所述活性物质层由质量比为95：3：2的钛酸锂、导电剂石墨烯和聚偏氟乙烯粘结剂组成，活性物质层的厚度为100μm；所述偏铝酸锂复合层由质量比为95：2：3的偏铝酸锂、导电剂石墨烯和聚偏氟乙烯粘结剂组成，偏铝酸锂复合层的厚度为5μm。
上述钛酸锂复合负极极片的制备方法，采用以下步骤：
1)将5g聚偏氟乙烯添加到200ml的N-甲基吡咯烷酮中，分散均匀后，再添加5g导电剂石墨烯分散2h，之后添加90g季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐分散，得到功能浆液；将2g聚偏氟乙烯添加到100ml的N-甲基吡咯烷酮中，分散均匀后再添加3g导电剂石墨烯，分散均匀后再添加95g钛酸锂分散，得到活性物质浆液；将3g聚偏氟乙烯添加到100ml的N-甲基吡咯烷酮中分散均匀后，添加2g导电剂石墨烯分散2h，之后添加95g的偏铝酸锂，搅拌分散2h，得到外层浆料；
2)通过凹版印刷技术，将功能浆液喷涂在铜箔表面，干燥后，形成功能层；在功能层表面涂覆活性物质浆液，干燥后，形成活性物质层；在活性物质层表面涂覆偏铝酸锂复合浆液，干燥后，形成偏铝酸锂复合层，即得。
本实施例的钛酸锂电池，由正极、负极、隔膜和电解液组成，负极采用本实施例的负极极片，正极、隔膜、电解液的组成与实施例1相同。
实施例3
本实施例的钛酸锂复合负极极片，包括铜箔和在铜箔表面沿远离铜箔方向依次设置的功能层、活性物质层和偏铝酸锂复合层；所述功能层由质量比为70：20：10的功能性物质、导电剂碳纳米管和聚偏氟乙烯粘结剂组成，功能性物质为多聚磷酸铵；功能层的厚度为5μm；所述活性物质层由质量比为90：5：5的钛酸锂、导电剂碳纳米管和聚偏氟乙烯粘结剂组成，活性物质层的厚度为300μm；所述偏铝酸锂复合层由质量比为90：3：7的偏铝酸锂、导电剂碳纳米管和聚偏氟乙烯粘结剂组成，偏铝酸锂复合层的厚度为10μm。
上述钛酸锂复合负极极片的制备方法，采用以下步骤：
1)将10g聚偏氟乙烯添加到200ml的N-甲基吡咯烷酮中，分散均匀后，再添加20g导电剂碳纳米管分散2h，之后添加70g多聚磷酸铵分散，得到功能浆液；将5g聚偏氟乙烯添加到100ml的N-甲基吡咯烷酮中，分散均匀后再添加5g导电剂碳纳米管，分散均匀后再添加90g钛酸锂分散，得到活性物质浆液；将7g聚偏氟乙烯添加到100ml的N-甲基吡咯烷酮中分散均匀后，添加3g导电剂碳纳米管分散2h，之后添加90g的偏铝酸锂，搅拌分散2h，得到外层浆料；
2)通过凹版印刷技术，将功能浆液喷涂在铜箔表面，干燥后，形成功能层；在功能层表面涂覆活性物质浆液，干燥后，形成活性物质层；在活性物质层表面涂覆偏铝酸锂复合浆液，干燥后，形成偏铝酸锂复合层，即得。
本实施例的钛酸锂电池，由正极、负极、隔膜和电解液组成，负极采用本实施例的负极极片，正极、隔膜、电解液的组成与实施例1相同。
在本发明的其他实施例的中，可采用与实施例1相同的方法和工艺参数，粘结剂选择海藻酸钠，功能性物质选择三聚氰胺焦磷酸盐或三聚氰胺磷酸酯，导电剂选择气相生长碳纤维，制备负极极片；采用负极极片进一步制备钛酸锂电池。
对比例
对比例的负极极片是将实施例1配制的活性物质浆液涂覆在铜箔上，干燥，即得。采用与实施例1相同的方法制备相应的钛酸锂电池。
试验例1
本试验例以实施例1～3和对比例的负极极片为正极，以锂片为负极，celegard2400为隔膜，电解液LiPF6和混合溶剂组成(LiPF6的浓度为1mol/L，混合溶剂由体积比为1:1的碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯组成)，在氧气和水含量均低于0.1ppm的手套箱中组装成扣式电池，之后将扣式电池装到蓝电测试仪上进行充放电试验；测试时，以0.1C的倍率充放电，电压范围为1.0V～2.8V，循环3周后停止，结果如表1所示。
表1实施例1～3和对比例的扣式电池性能比较
序号 首次放电容量(mAH/g) 首次效率(％)
实施例1 165.5 98.8
实施例2 164.6 98.5
实施例3 163.8 98.4
对比例 143.4 94.7
由表1的试验结果可知，实施例1～3的钛酸锂负极极片在克容量和首次效率方面明显由于对比例，其原因为，钛酸锂表面外层的偏铝酸锂层可以提高锂离子的传输速率，从而提高材料的克容量发挥及其首次效率。
试验例2
本试验例检测实施例1～3和对比例制备的钛酸锂电池的倍率性能、厚度变化和安全性能。
2.1倍率性能测试
检测实施例1～3和对比例的钛酸锂电池的倍率性能，测试时，充放电电压范围为1.5～2.8V，温度为25±3.0℃，以0.5C充电，0.5C、2.0C、5.0C、10.0C、20.C进行放电，测试结果如表2和表3所示。
表2实施例1～3和对比例的钛酸锂电池的放电容量比较
Figure BDA0001094433760000061
表3实施例1～3和对比例的钛酸锂电池的放电容量保持率比较
Figure BDA0001094433760000062
Figure BDA0001094433760000071
由表2和表3的试验结果可知，本发明制备的软包电池倍率性能明显由于对比例，其原因为，在充放电过程中，偏铝酸锂层中锂离子为锂离子的传输提供通道，而加快锂离子的转移，从而提高其倍率性能，同时功能层的设置增大了活性物质层的接触面积，从而降低了内阻，提高了倍率性能。
2.2厚度测试
厚度测试时，首先记录循环前电池的厚度d1，然后在60℃、1.5～2.8V的电压范围内，以1.0C的倍率充电，1.0C的倍率放电进行循环测试，循环500次后再次记录电池的厚度d2，由公式(d2-d1)/d1计算其厚度膨胀率，结果如表4所示。
表4实施例1～3和对比例的钛酸锂电池的厚度变化比较
序号 循环前厚度d1(cm) 循环后厚度d2(cm) 膨胀率
实施例1 6.85 7.23 5.60％
实施例2 6.94 7.35 5.90％
实施例3 6.75 7.18 6.30％
对比例 7.12 8.10 13.80％
由表4的试验结果可知，实施例1～3的钛酸锂电池的膨胀率远小于对比例，其原因为，功能层中功能性物质的存在，可以降低钛酸锂电池内部温度并提高热量分布，从而降低充放电过程中电池产生热量造成的钛酸锂胀气量，降低其膨胀率。
2.3安全性能
2.3.1穿刺试验
取实施例1～3和对比例的钛酸锂电池各10支，充满电后，用直径为2.0mm～25mm的钉子穿过电池的中心，并在电池极柱处安装温度测试仪，把钉子留在电池内，观察电池情况并测量电池温度，结果如表5所示。
表5实施例1～3和对比例的电池的穿刺试验结果比较
Figure BDA0001094433760000072
Figure BDA0001094433760000081
由表5的试验结果可知，实施例1～3的电池温度更低，且无着火现象；其原因是电池在短路等非正常使用时，电池局部温度过高，功能层中的功能性物质可以吸收热量，并作为反应熵，参与其化学反应，降低其电池内部热量，提高其安全性能。
2.3.2撞击试验
取实施例1～3和对比例的钛酸锂电池各10支，充满电后，用直径为16.0mm的硬质棒横放于电池上，再用20磅的重物从610mm的高度落下砸在硬质棒上，观察电池情况，结果如表6所示。
表6实施例1～3和对比例的电池的撞击试验比较
序号 是否漏液 是否着火
实施例1 否 否
实施例2 否 否
实施例3 否 否
对比例 是 是
由表6的试验结果可知，实施例1～3的电池在撞击试验方面明显由于对比例，其原因为外层的偏铝酸锂复合层在电池装机时可以有效减缓钛酸锂负极极片的撞击，降低其着火机率，提高其安全性能。

Claims (2)

1.一种钛酸锂复合负极极片，其特征在于，包括集流体和在集流体表面沿远离集流体厚度方向依次设置的功能层、活性物质层；
所述功能层由功能性物质、导电剂和粘结剂组成，功能性物质、导电剂和粘结剂的质量比为70： 20：10，所述功能性物质为多聚磷酸铵；
功能层的厚度为5μm；
所述活性物质层由钛酸锂、导电剂和粘结剂组成，钛酸锂、导电剂和粘结剂的质量比为90： 5： 5；活性物质层的厚度为300μm；
在活性物质层表面还设有偏铝酸锂复合层；所述偏铝酸锂复合层由偏铝酸锂、导电剂和粘结剂组成，偏铝酸锂：导电剂：粘结剂=90： 3：7；偏铝酸锂复合层的厚度为10μm；
所述粘结剂为聚偏氟乙烯；
上述钛酸锂复合负极极片的制备方法， 包括以下步骤：
1）将10g聚偏氟乙烯添加到200ml的N-甲基吡咯烷酮中，分散均匀后，再添加20g导电剂碳纳米管分散2h，之后添加70g多聚磷酸铵分散，得到功能浆液；将5g聚偏氟乙烯添加到100ml的N-甲基吡咯烷酮中，分散均匀后再添加5g导电剂碳纳米管，分散均匀后再添加90g钛酸锂分散，得到活性物质浆液；将7g聚偏氟乙烯添加到100ml的N-甲基吡咯烷酮中分散均匀后，添加3g导电剂碳纳米管分散2h，之后添加90g的偏铝酸锂，搅拌分散2h，得到外层浆料；
2)通过凹版印刷技术，将功能浆液喷涂在铜箔表面，干燥后，形成功能层；在功能层表面涂覆活性物质浆液，干燥后，形成活性物质层；在活性物质层表面涂覆偏铝酸锂复合浆液，干燥后，形成偏铝酸锂复合层，即得；
所述导电剂为碳纳米管。
2.一种采用权利要求1所述钛酸锂复合负极极片的钛酸锂电池。
CN201610741884.5A 2016-08-26 2016-08-26 一种钛酸锂复合负极极片及钛酸锂电池 Active CN106099041B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610741884.5A CN106099041B (zh) 2016-08-26 2016-08-26 一种钛酸锂复合负极极片及钛酸锂电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610741884.5A CN106099041B (zh) 2016-08-26 2016-08-26 一种钛酸锂复合负极极片及钛酸锂电池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106099041A CN106099041A (zh) 2016-11-09
CN106099041B true CN106099041B (zh) 2020-05-29

Family

ID=57226082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610741884.5A Active CN106099041B (zh) 2016-08-26 2016-08-26 一种钛酸锂复合负极极片及钛酸锂电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106099041B (zh)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106654199B (zh) * 2016-11-29 2019-10-25 中航锂电（洛阳）有限公司 一种锂离子电池复合负极极片及其制备方法、锂离子电池
CN106920921B (zh) * 2017-03-08 2019-08-09 深圳博磊达新能源科技有限公司 一种移动基站用低温型锂离子电池负极极片、制备方法及锂离子电池
CN106920920A (zh) * 2017-03-08 2017-07-04 深圳博磊达新能源科技有限公司 一种复合负极极片及其制备方法、移动基站用锂离子电池
JP7065451B2 (ja) * 2017-05-30 2022-05-12 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 二次電池用正極、及び二次電池
CN109390554B (zh) * 2017-08-08 2021-12-07 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种负极片及其富锂负极片和锂离子二次电池及制备方法
JP6911700B2 (ja) * 2017-10-24 2021-07-28 トヨタ自動車株式会社 電極群
CN108011074A (zh) * 2017-10-31 2018-05-08 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种提高钛酸锂电池安全性能的极片制备方法
CN107978759A (zh) * 2017-12-01 2018-05-01 中航锂电（洛阳）有限公司 一种锂离子电池负极用复合导电剂及制备方法、锂离子电池负极及锂离子电池
CN108281641B (zh) * 2018-02-08 2020-07-14 天津普兰能源科技有限公司 一种双重包覆的钛酸锂电池材料及制备方法
CN110212166B (zh) * 2019-06-12 2020-07-28 苏州大学 一种在锂金属负极表面构建双层保护界面的方法
CN111883879A (zh) * 2020-09-04 2020-11-03 傲普(上海)新能源有限公司 一种具有低温自加热功能的锂电池及其工作方法
CN111900327A (zh) * 2020-09-04 2020-11-06 珠海冠宇电池股份有限公司 一种极片及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105742566A (zh) * 2016-04-11 2016-07-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电极极片及锂离子电池

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101252189A (zh) * 2008-03-21 2008-08-27 北京理工大学 一种通过掺杂提高锂离子电池热稳定的方法
CN104584290B (zh) * 2013-01-31 2018-09-28 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池用正极和非水电解质二次电池
CN103117382B (zh) * 2013-02-25 2015-07-08 江苏乐能电池股份有限公司 一种能提高安全性能的锂离子电池负极材料的制备方法
CN105118970B (zh) * 2015-10-14 2018-06-29 中航锂电（洛阳）有限公司 一种锂离子电池复合极片及其制备方法以及一种锂离子电池

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105742566A (zh) * 2016-04-11 2016-07-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电极极片及锂离子电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN106099041A (zh) 2016-11-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106099041B (zh) 一种钛酸锂复合负极极片及钛酸锂电池
CN105552344B (zh) 一种锂离子电池正极片、锂离子电池及其制备方法
CN107492645B (zh) 一种氧化亚硅-石墨烯复合材料及其制备方法
US20110135982A1 (en) Negative electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and fabrication method thereof, and non-aqueous electrolyte secondary battery
US20180366720A1 (en) Positive active material and lithium-ion secondary battery
CN112310352B (zh) 负极活性材料及二次电池
CN111799470B (zh) 正极极片及钠离子电池
CN111146410B (zh) 负极活性材料及电池
CN108493419B (zh) 一种温度敏感复合电极及其制备方法
CN112216814A (zh) 电极极片、二次电池及其制备方法和含有二次电池的装置
CN114447305A (zh) 一种多元碳基快充负极复合材料及其制备方法
CN112349900A (zh) 一种负极极片及含有该极片的锂离子电池
CN113889595A (zh) 一种固体电解质包覆石墨复合材料的制备方法
CN113540423A (zh) 一种高稳定性硅碳复合负极材料及其制备方法、锂离子电池
CN115954455A (zh) 石墨复合负极材料及其制备方法以及负极极片和锂电池
CN114388738B (zh) 一种硅基负极材料及其制备方法和应用
CN110993901A (zh) 一种低内阻且快充快放型锂离子动力电池
CN111048755A (zh) 高倍率锂离子电池负极材料及其制备方法
CN117219777B (zh) 一种补锂剂及其制备方法、正极极片与二次电池
CN113948757A (zh) 一种聚合物锂离子电池及其制作方法
CN103367728A (zh) 一种活化天然石墨改性硅酸铁锂正极材料及其制备方法
CN115394989A (zh) 一种高功率石墨复合材料的制备方法
CN115275166A (zh) 一种长寿命石墨复合材料及其制备方法
CN114142028A (zh) 负极材料、负极片及其制备方法和应用
CN107910197B (zh) 一种锂离子电容器及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20201010

Address after: 518000 2202-13 building B, wisdom Plaza, Qiaoxiang Road, Gaofa community, Shahe street, Nanshan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee after: SHENZHEN BOLEIDA NEW ENERGY SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Patentee after: HUIZHOU BROAD NEW ENERGY TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Address before: 1 workshop 518052, Dongfang Science and technology garden, overseas Chinese road, Shahe street, Nanshan District, Guangdong, Shenzhen (Hua Ke) 6-E

Patentee before: SHENZHEN BOLEIDA NEW ENERGY SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd.