提高钛酸锂电池循环性能和倍率性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种提高钛酸锂电池循环性能和倍率性能的方法，主要改进在于电池的电解液中加入包括稳定剂和气体消除剂的添加剂，电池的化成过程中控制温度为5～60℃，化成充电采用先小后大的3～6段阶梯电流，电流区间为0.02C～1C，各阶段充电时间为1～4小时，上限电压为1.9～3.2V。该方法采用完善、合理的化成工艺，通过电解液添加剂，有效解决电池胀气问题，并抑制正负极基体的腐蚀，从而提高钛酸锂电池循环性能和倍率性能，达到动力锂电池的要求。

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及负极为钛酸锂材料的锂离子电池，具体讲涉及一种提高钛酸锂电池循环性能和倍率性能的方法。
技术介绍
节约石油资源、温室气体减 排和空气质量净化是当今世界汽车工业面临的三大挑战。动力电池技术一直都是制约电动汽车发展的关键，其中锂离子蓄电池的研究得到更多关注和投入。锂离子蓄电池在电动汽车上的应用正推动其向安全、环保、低成本及高比能量的方向发展。电动汽车要求锂离子电池自放电率低、快充性能良好、耐过充过放能力好、功率密度高、循环寿命长。近几年来，对锂电位高达I. 5 V，安全性和循环特性优良的钛酸锂(Li4Ti5012)受到了广泛关注。Li4Ti5012具有充放电过程中骨架结构几乎不发生变化的“零应变”特性，嵌锂电位高(I. 55 V vs. Li/Li+)而不易引起金属锂析出、库仑效率高、锂离子扩散系数(10-8 cm2/s)比碳负极高一个数量级。这些优良特性使其具备了动力锂离子电池必需的循环寿命长、倍率性能好、充电过程更快、更安全的要求。在钛酸锂电池研究中，发现以钛酸锂为负极材料的电池存在胀气问题，使得电池的循环寿命和倍率性能和动力锂电池的要求，存在着很大的差距。要想发挥钛酸锂材料的优异性能，必须解决电池胀气导致电池循环寿命和倍率性能差的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服目前以钛酸锂为负极材料的锂电池的不足之处，提供一种提高钛酸锂电池循环性能和倍率性能的方法，使钛酸锂电池能够达到动力锂电池的要求。本专利技术的技术方案是在钛酸锂电池的电解液中添加包括稳定剂和气体消除剂的添加剂，所述稳定剂为含氟类、腈类和砜类有机化合物的一种或几种；钛酸锂电池的化成过程中，控制温度为-10 60°C，采用I 6次循环，化成充电采用3 6段先小后大的阶梯电流，电流区间为O. 02C 1C，各阶段充电时间为I 4小时，上限电压为I. 9 3. 2V。进一步的方案是所述含氟类、腈类和砜类有机化合物为氟化环状碳酸酯、氟化链状碳酸酯、全氟辛酸铵、丁二氰、笨砜；所述添加剂的加入量为电解液的O. 5 2. 0wt% ;所述化成温度为5 60°C，上限电压为2. O 2. 8V。本专利技术化成时电池保持敞口式、受压式、真空式、富液式、贫液式中的一种状态。所述方法适用于正极材料包括磷酸铁锂、锰酸锂、三元材料及锰酸锂掺杂三元材料中的一种或几种、负极材料钛酸锂为表面不包覆碳或包覆碳材料制作的锂电池。本专利技术采用完善、合理的化成工艺，在化成阶段将电池材料中的水分充分反应，生成气体排出电池外部，通过特殊的电解液添加剂阻止电解液在正极的持续分解，同时能够复合消除掉电解液分解产生的微量气体，彻底解决电池胀气问题。因为添加剂可以中和酸，可以抑制正负极基体被腐蚀。从而提高钛酸锂电池循环寿命和倍率性能，使得电池的循环寿命从不足3000次提高到循环6000次时，剩余容量仍为87%以上；20C倍率放电容量与IC放电容量比值也由65%以下提高到78%以上。具体实施例方式下面通过实施例具体说明本专利技术及电池测试结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高钛酸锂电池循环性能和倍率性能的方法，其特征是在钛酸锂电池的电解液中添加包括稳定剂和气体消除剂的添加剂，所述稳定剂为含氟类、腈类和砜类有机化合物的一种或几种；钛酸锂电池的化成过程中，控制温度为？10～60℃，采用1～6次循环，化成充电采用3～6段先小后大的阶梯电流，电流区间为0.02C～1C，各阶段充电时间为1～4小时，上限电压为1.9～3.2V。

【技术特征摘要】
1.一种提高钛酸锂电池循环性能和倍率性能的方法，其特征是在钛酸锂电池的电解液中添加包括稳定剂和气体消除剂的添加剂，所述稳定剂为含氟类、腈类和砜类有机化合物的一种或几种；钛酸锂电池的化成过程中，控制温度为-10 60°C，采用I 6次循环，化成充电采用3 6段先小后大的阶梯电流，电流区间为O. 02C 1C，各阶段充电时间为I 4小时，上限电压为I. 9 3. 2V。2.根据权利要求I所述的一种提高钛酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张益明，
申请(专利权)人：双登集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：