一种高性能钛酸锂动力电池制造技术

本发明专利技术公开一种高性能钛酸锂动力电池。所述电池包括正极极片、隔膜、负极极片、电解液、外接端子、外壳。所述负极极片活性物质为钛酸锂材料。所述隔膜为高透气度无纺布涂层隔膜，提高钛酸锂电池的电解液浸润性能。所述电解液为钛酸锂电池功能电解液，提高钛酸锂电池的高温循环性能，抑制钛酸锂电池高温胀气。电解液采用四氟硼酸锂为主要电解质，γ-丁内酯为主要溶剂；此电解液能够有效降低电池电荷转移内阻，提高电池高温循环性能。采用透气度高的无纺布涂层隔膜，可以有效提高高粘度电解液浸润性能，降低电池直流内阻，提高电池的倍率性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及裡离子动力电池
，尤其涉及一种降低电池电荷转移内阻、提 高电池高温循环性能与倍率性能的高性能铁酸裡动力电池。
技术介绍
裡离子动力电池具有电压高，能量密度大，循环性能好，自放电小，无记忆效应，工 作温度范围宽等优点。铁酸裡电池由于常温循环性能性能好，安全性能高而受到市场关注。 铁酸裡材料嵌理电位为1. 5V左右，高于石墨材料的0.IV，因此安全性能好。铁酸 裡材料为零应变材料，在充放电过程中体积几乎不发生变化，而石墨材料体积变化> 6%，因 此铁酸裡在循环过程中可避免体积变化引起的容量衰减，常温循环性能好。 铁酸裡电池存在高温性能较差、易胀气的缺点。为了解决电池高温循环差、易胀气 的问题，常规方法是在电解液中添加成膜添加剂和改善化成工艺来实现。 申请号为201210385786. 2的专利，采用在电解液中添加0. 5-2.Owt%的氣类、膳类 和讽类有机化合物，同时高温高压化成，提高电池常温循环性能和倍率性能，但是高温性能 未提及。申请号为201210007946. 1的专利，电解液采用四氣测酸裡为电解质，采用Y-下 内醋为主的溶剂，提高电池高温搁置性能。但是经过试验发现，此种类电解液粘度很大，电 解液浸润困难，电池内阻高，倍率性能差。
技术实现思路
[000引本专利技术的目的在于为了解决现有裡离子电池电解液浸润困难，电池内阻高，倍率 性能差的缺陷而提供一种降低电池电荷转移内阻、提高电池高温循环性能与倍率性能的高 性能铁酸裡动力电池。 为了实现上述目地，本专利技术采用W下技术方案： 一种高性能铁酸裡动力电池，包括正极极片、隔膜、负极极片、电解液、外接端子、外壳， 所述负极极片包括负极集流体和负极活性物质，所述隔膜为无纺布涂层隔膜，所述电解液 的溶剂为丙酸己醋、碳酸己帰醋、碳酸丙帰醋和Y-下内醋中的至少两种混合物。在本技术 方案中，无纺布涂层隔膜的使用是为了提高电解液的浸润性能，由于无纺布拔水、透气，不 吸水，所W其在制备的铁酸裡动力电池中电解液的浸润性能有较大的提高，而无纺布作为 环保材料，在国家提倡环保的前提下，减少裡离子电池的污染；无纺布具有抗菌性，可W防 止细菌等在电解液中的侵蚀；溶剂是电解液的主要成分，其性质与电解液的性能密切相关， 溶剂的粘度、介电常数、烙点、沸点、电导率、闪燃点W及氧化还原电位等因素对电池的使用 温度、电解质盐的溶解度、电机的电化学性能和电池的安全性能都有重要影响。丙酸己醋 的分子式为QHi2化，是重要的香料，可作为纤维素醋和離类，W及各种天然或合成树脂的溶 齐U，可W用作食品香料，也可W用作高级日用化妆品香精；有利于裡离子的迁移，同时替代 传统溶剂中碳酸二己醋（DEC)与碳酸二甲醋（DMC)，在保证电解液的作用的同时，提高铁酸 裡电池的高温循环性能，抑制铁酸裡电池高温胀气。 作为优选，所述负极活性物质为铁酸裡材料。 作为优选，电解液中的溶质为四氣测酸裡和二氣草酸测酸裡的混合物。在本技术 方案中，二氣草酸测酸裡具有较好的热稳定性和氧化稳定性，可W改善电解液金属溶解电 位，改善电压降。 作为优选，溶质在电解液中的浓度为0. 8-1. 3mol/L，在混合物中，四氣测酸裡所占 的质量分数为80-95%，余量为二氣草酸测酸裡。 作为优选，当溶剂为包含Y-了内醋的混合溶剂时，Y-了内醋（GBL)的体积含量 大于等于70%。 作为优选，当溶剂为包含丙酸己醋的混合溶剂时，丙酸己醋（EP)的体积含量为 10-80%〇 作为优选，无纺布涂层隔膜所用的无纺布厚度为16-30ym，孔隙率为40-70%，透 气率为 5-50cm3/sec。 作为优选，所述涂层为单面涂层或双面涂层，涂层物质为纳米氧化铅、纳米氧化 铅、纳米二氧化娃中的一种或两种W上的混合物。 作为优选，涂层厚度为2-4微米。 本专利技术的有益效果是： 1)电解液采用四氣测酸裡为主要电解质，Y-下内醋为主要溶剂；此电解液能够有效 降低电池电荷转移内阻，提高电池高温循环性能。 2)采用透气度高的无纺布涂层隔膜，可W有效提高高粘度电解液浸润性能，降低 电池直流内阻，提高电池的倍率性能。【具体实施方式】 下面结合实施例，更具体地说明本专利技术的内容。应当理解，本专利技术的实施并不局 限于下面的实施例，对本专利技术所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本专利技术保护范 围。 在本专利技术中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所有的设备和原料等均 可从市场购得或是本行业常用的。[002引高性能裡离子动力电池，所述电池包括正极极片、隔膜、负极极片、电解液、外接端 子、外壳。所述负极极片包括负极活性物质与负极集流体，负极活性物质为铁酸裡材料。所 述电解液为铁酸裡功能电解液，电解液W四氣测酸裡为主要溶质，WY-下内醋为主要溶 齐U。隔膜为高透气度无纺布涂层隔膜。正极极片通过将媒钻猛H元正极材料，溶剂例如 N-N-二甲基化咯焼丽，导电炭黑例如SP、碳纳米管（CNT或WCNT)、鱗状石墨、气相生长碳纤 维（VGCF)等一种材料或几种材料，粘结剂例如聚偏二氣己帰（PVD巧，均匀混合后涂覆在正 极集流体压延铅铅上；所述隔膜采用具有微孔结构的16-30微米厚度的无纺布涂层隔膜， 隔膜孔隙率为50-70%，透气率为5-50cmVsec;所述负极极片通过将负极材料铁酸裡材料， 溶剂例如N-N-二甲基化咯焼丽或去离子水，导电炭黑例如SP、碳纳米管（CNT或WCNT)、 鱗状石墨、气相生长碳纤维（VGCF)等至少一种材料，粘结剂例如聚偏二氣己帰（PVD巧、駿 甲基碳维素轴（CMC)或下乳橡胶（SBR)，均匀混合后涂覆在负极集流体上；所述电解液裡 盐为四氣测酸裡和二氣草酸测酸裡的混合物，裡盐浓度为0. 8-1. 3mol/L，溶剂为丙酸己醋 (EP)、碳酸己帰醋（EC)、碳酸丙帰醋（PC)和Y-下内醋（GBL)中的至少一种，其中Y-下内 醋（GBL)的体积含量大于等于70%，丙酸己醋（EP)的体积含量为10-70% ;所述外接端子，正 极采用纯度大于98%铅材质，负极采用铜锻媒材质；所属外壳为塑壳、钢壳、铅壳或者铅塑 膜中的一种，其中铅塑膜采用具有尼龙层、粘结层、PP层、粘结层、铅铅、粘结层、PP层层状 复合结构材料。实施例1 制备正极极片；混合94重量份的媒钻猛酸裡（化。.5(：〇。.2111。.3〇2)，3重量份的导电炭黑 SP，W及3重量份的聚偏氣己帰，并添加60重量份的N-N-二甲基化咯焼丽揽拌形成浆液， 均匀的涂覆在正极基流体压延铅铅上，干燥后用碼压机进行碼压，制成正极极片。制备负极极片：混合92重量份的铁酸裡，2重量份的导电炭黑SP，2重量份的气相 生长碳纤维（VGCF)，添加80重量份的N-N-二甲基化咯焼丽揽拌形成浆液，均匀的涂覆在负 极基流体压延铅铅上，干燥后用碼压机进行碼压，制成负极极片。 准备隔膜：隔膜采用厚度为25微米的无纺布涂层隔膜，透气度32cmVsec，孔隙率 60%，单面涂布纳米氧化铅，单面涂层厚度为4ym。 准备电解液；电解液采用1. 15mol/L的裡盐（四氣测酸裡：二氣草酸测酸裡=9:1) 溶解到Y-下内醋（GBL)、丙酸己醋（EP)、碳酸己帰醋（EC)、碳酸丙稀醋（PC)的有机溶剂混 合物中，其中Y-下本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高性能钛酸锂动力电池，包括正极极片、隔膜、负极极片、电解液、外接端子、外壳，其特征在于，所述负极极片包括负极集流体和负极活性物质，所述隔膜为无纺布涂层隔膜，所述电解液的溶剂为丙酸乙酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和γ‑丁内酯中的至少两种混合物。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吕豪杰，石先兴，王慧敏，金荣在，高新宝，陈军，
申请(专利权)人：万向A一二三系统有限公司，万向电动汽车有限公司，万向集团公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33