一种耐低温的锂离子电池制造技术

本发明专利技术提供一种耐低温的锂离子电池，包括正极及负极，所述正极包括正极活性材料及正极集流体；所述正极活性材料为包覆有纳米化碳的磷酸铁锂，所述正极加入碳纳米管，所述集流体由涂碳铝箔制成且所述正极活性材料涂布于所述正极集流体；所述负极包括负极活性材料及涂布所述负极活性材料的负极集流体，所述负极活性材料为无定形碳，所述负极集流体为铜箔。相比于现有技术，本发明专利技术提供的耐低温的锂离子电池在相同条件下恒流比为61.60％，且低温充电负极不产生锂枝晶，提高了锂离子电池的低温充电性能，延长了锂离子电池的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种耐低温的锂离子电池
本专利技术涉及电池
，尤其涉及一种耐低温的锂离子电池。
技术介绍
现代社会中，锂离子电池由于其安全性高、循环性好、无毒无害、高能量密度等特点已广泛应用于各类电子产品。然而，当外界温度较低时，锂离子电池的性能大大下降，通常，锂离子电池在低温环境下充电电池极化阻抗较大，0℃以下无法进行充电或充电容量很低，并且，锂离子在电池负极表面容易析出支晶，严重影响了电池使用寿命。鉴于此，实有必要提供一种新型的耐低温的锂离子电池以克服以上缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低温环境下充电性能良好的锂离子电池。为了实现上述目的，本专利技术提供一种耐低温的锂离子电池，包括正极及负极，所述正极包括正极活性材料及正极集流体；所述正极活性材料为包覆有纳米化碳的磷酸铁锂，所述正极加入碳纳米管，所述集流体由涂碳铝箔制成且所述正极活性材料涂布于所述正极集流体；所述负极包括负极活性材料及涂布所述负极活性材料的负极集流体，所述负极活性材料为无定形碳，所述负极集流体为铜箔。在一个优选实施方式中，所述正极活性材料为球状，所述正极活性材料的一次粒径为100nm-300nm。在一个优选实施方式中，所述碳纳米管的管径d≤20nm。在一个优选实施方式中，所述正极活性材料还包括PVDF，所述磷酸铁锂、碳纳米管、PVDF的质量百分比为96.5％：1％：2.5％。在一个优选实施方式中，所述负极的D50为10um-11um。在一个优选实施方式中，还包括电解液，所述电解液包括溶剂、添加剂及锂盐，所述溶剂包括EC、DMC、EMC、PC及EP。在一个优选实施方式中，所述溶剂中各成分所占溶剂总质量比EC：PC：DMC：EMC：EP为(10％-20％)：(5％-15％)：(15％-35％)：(10％-30％)：(25％-45％)。在一个优选实施方式中，所述添加剂包括VC、FEC及PS，所述VC占所述溶剂总质量的百分比为1％-2％，所述FEC占所述溶剂总质量的百分比为1％-3％，所述PS占所述溶剂总质量的百分比为2％-5％。在一个优选实施方式中，所述锂盐为LiPF6，并添加0.5％-1.5％的LiODFB及0.5％-1.5％的LiTFSI中的一种或二种。在一个优选实施方式中，所述锂盐的浓度为1.1mol/L-1.3mol/L。相比于现有技术，本专利技术提供的耐低温的锂离子电池在相同条件下恒流比为61.60％，且低温充电负极不产生锂枝晶，提高了锂离子电池的低温充电性能，延长了锂离子电池的使用寿命。【附图说明】图1为本专利技术实施例提供的耐低温的锂离子电池-20℃/1C的充电曲线。【具体实施方式】为了使本专利技术的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本专利技术，并不是为了限定本专利技术。本专利技术提供一种耐低温的锂离子电池，包括正极、负极及电解液。所述正极包括正极活性材料及涂布所述正极活性材料的正极集流体；所述正极活性材料为包覆有纳米化碳的磷酸铁锂，所述正极活性材料加入碳纳米管；所述集流体由涂碳铝箔制成。具体的，所述碳纳米管的管径d≤20nm。所述正极活性材料采用纳米化碳包覆处理的磷酸铁锂可以缩短锂离子脱嵌的路径，提升扩散速率，同时均匀的纳米化碳包覆层进一步提高了导电性，有利于提升低温充放电性能；碳纳米管能形成良好的导电网络，并具有双电层效应，发挥超级电容器的高倍率特性，其良好的导热性能还有利于电池充放电时的散热，减少锂离子电池的极化，提高锂离子电池的高低温性能；正极集流体采用涂碳铝箔，可以降低活性物质与集流体间接触电阻，提高活性物质与集流体间的附着力，可以提升锂离子电池的倍率充放电性能。具体的，所述正极活性材料为球状，所述正极活性材料的一次粒径为100nm-300nm。本专利技术提供的耐低温的锂离子电池的正极活性材料在纳米化碳包覆的基础上进行二次造粒，造粒成球状，降低了表面能，不易发生团聚，有利于充分发挥锂离子电池的低温充放电性能。所述负极包括负极活性材料及涂布所述负极活性材料的负极集流体；所述负极活性材料为高容软碳，为无定形碳。所述负极活性材料的D50(中位粒度)为10um-11um。本专利技术提供的耐低温的锂离子电池选用的负极活性材料的D50粒径较小，10-11μm，比表面积大，氧化官能团少，首效发挥高，可达到88％，低温下充电不易产生锂枝晶。所述负极集流体为铜箔。所述电解液包括溶剂、添加剂及锂盐，所述溶剂包括EC、DMC、EMC、PC及EP，所述溶剂中各成分所占溶剂总质量比EC：PC：DMC：EMC：EP为(10％-20％)：(5％-15％)：(15％-35％)：(10％-30％)：(25％-45％)。本专利技术提供的耐低温的锂离子电池的电解液的溶剂在常规EC、DMC、EMC的基础上加入熔点低、相对介电常数高的PC及熔点低、粘度低EP使电解液具在低温下具有较小的粘度。具体的，所述添加剂包括VC、FEC及PS，所述VC占所述溶剂总质量的百分比为1％-2％，所述FEC占所述溶剂总质量的百分比为1％-3％，所述PS占所述溶剂总质量的百分比为2％-5％。本专利技术提供的耐低温的锂离子电池的电解液的添加剂选用VC、FEC、PS的组合，可以形成致密、均匀、稳定的阻抗小的SEI膜，提高锂离子在所述电解液与所述负极界面之间的电导率，改善电池的低温充电性能。具体的，所述锂盐为LiPF6，并添加0.5％-1.5％的LiODFB及0.5％-1.5％的LiTFSI中的一种或二种，所述锂盐的浓度为1.1mol/L-1.3mol/L。本专利技术提供的耐低温的锂离子电池的电解液的锂盐可以帮助所述负极形成均匀致密且阻抗小的SEI膜，有效提高了电池的低温循环性能。实施例：本专利技术提供的一实施例的锂离子电池的各项参数如下：1、正极：选用碳包覆纳米化二次造粒成球形的磷酸铁锂材料(LFP)，其一次粒径100-300nm，导电剂选用管径≤20nm的碳纳米管(CNT)。配方：LFP：CNT：PVDF＝96.5％：1％：2.5％。将其均匀涂覆在涂碳铝箔的集流体上2、负极：选用高容软碳(SC)，其D50：10-11μm。配方：SC：SP：CMC：SBR＝94.5％：2％：1.5％：2％。3、低温电解液溶剂：EC：PC：DMC：EMC：EP＝15％：5％：20％：20％：40％。添加剂：1％VC、2％FEC、3％PS锂盐：1.2mol/L的LiPF6，0.8％的LiODFB。对上述实施例的锂离子电池进行-20℃/1C充电测试，测试方法如下：(1)将锂离子电池在常温下分容测试其容量。(2)常温下对电芯放电至2.0V。(3)在低温-20℃条件下搁置16h。(4)对锂离子电池以1C倍率充电。实施例数据：图1为本专利技术上述实施例的耐低温的锂离子电池的充电曲线。现有的锂离子电池在低温-20℃时，1C充电恒流比约为20％，相比于现有技术，本专利技术提供的耐低温的锂离子电池在相同条件下恒流比为61.60％，且低温充电负极不产生锂枝晶，提高了锂离子电池的低温充电性能，延长了锂离子电池的使用寿命。本专利技术并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐低温的锂离子电池，其特征在于，包括正极及负极，所述正极包括正极活性材料及正极集流体；所述正极活性材料为包覆有纳米化碳的磷酸铁锂，所述正极加入碳纳米管，所述集流体由涂碳铝箔制成且所述正极活性材料涂布于所述正极集流体；所述负极包括负极活性材料及涂布所述负极活性材料的负极集流体，所述负极活性材料为无定形碳，所述负极集流体为铜箔。

【技术特征摘要】
1.一种耐低温的锂离子电池，其特征在于，包括正极及负极，所述正极包括正极活性材料及正极集流体；所述正极活性材料为包覆有纳米化碳的磷酸铁锂，所述正极加入碳纳米管，所述集流体由涂碳铝箔制成且所述正极活性材料涂布于所述正极集流体；所述负极包括负极活性材料及涂布所述负极活性材料的负极集流体，所述负极活性材料为无定形碳，所述负极集流体为铜箔。2.如权利要求1所述的耐低温的锂离子电池，其特征在于：所述正极活性材料为球状，所述正极活性材料的一次粒径为100nm-300nm。3.如权利要求2所述的耐低温的锂离子电池，其特征在于：所述碳纳米管的管径d≤20nm。4.如权利要求3所述的耐低温的锂离子电池，其特征在于：所述正极活性材料还包括PVDF，所述磷酸铁锂、碳纳米管、PVDF的质量百分比为96.5％：1％：2.5％。5.如权利要求1所述的耐低温的锂离子电池，其特征在于：所述负极活性材料的D50为10um-11um。6.如权利要求1所述的耐低温...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁云鹏，焦奇方，孙长军，
申请(专利权)人：深圳市沃特玛电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44