專利名稱：一種鋰離子二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以鈦酸鋰為負(fù)極的鋰離子二次電 池。
背景技術(shù)：
隨著低碳經(jīng)濟(jì)的方興未艾，鋰離子二次電池也正朝著動(dòng)力汽車和電網(wǎng)儲(chǔ)能等方向 積極發(fā)展，開發(fā)可快速充放電鋰離子電池正在成為研究的重點(diǎn)。尖晶石型鈦酸鋰Li4Ti5O12, 由于其存在可快速脫嵌鋰離子的3維的通道和高安全性等特點(diǎn)，使用其制備的鋰離子二次 電池具有高倍率充放電和高安全性能，而備受關(guān)注。研究表明，鋰離子電池制作過程與電化 學(xué)性能密切相關(guān)。電池制作的控制條件將直接影響到極片活性物質(zhì)克容量的發(fā)揮，首次效 率的高低，電池循環(huán)壽命的長短，高溫性能和安全性能的優(yōu)劣等。目前，流通的鋰離子電池中通常以石墨為陽極，在電池充電時(shí)，石墨層中嵌入鋰離 子，電位降低，高活性的嵌鋰石墨將與電解液發(fā)生反應(yīng)，在陽極表面形成一層SEI膜(固體 電解質(zhì)界面膜)，該SEI膜層的均勻性、致密性和穩(wěn)定性將直接影響到電池的電化學(xué)性能。 由于SEI膜在高溫和高電壓下容易發(fā)生分解，并且由于石墨嵌鋰以后的電位很低(對(duì)鋰電 極的電位約0. 10V)，電池在使用的過程中容易出現(xiàn)鋰枝晶析出，造成循環(huán)壽命下降和安全 隱患。因此，通常以石墨為陽極的電池制作要求控制陽極容量/陰極容量為大于1. 00，電池 的激活電流較小。與石墨陽極的鋰離子電池相比，以鈦酸鋰為陽極活性材料的鋰離子電池循環(huán)性 能，高倍率充放電性能和安全性能均得到了極大的提升。但是由于鈦酸鋰的嵌鋰平臺(tái)電位 約為1. 55V，高于SEI膜的形成電位，無法形成SEI膜。由于SEI膜的缺少，嵌鋰后的鈦酸鋰 與電解液直接接觸，并催化電解液分解，導(dǎo)致大量的氣體產(chǎn)生，進(jìn)而影響活性材料的克容量 發(fā)揮和循環(huán)性能。因此，研究開發(fā)以鈦酸鋰為陽極的鋰離子電池非常有意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種以鈦酸鋰為陽極的鋰離子二次電池。本發(fā)明保證電池具 有優(yōu)異電化學(xué)性能的同時(shí)，提高其循環(huán)和高溫存儲(chǔ)性能。為了能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案—種鋰離子二次電池，包括陰極、陽極、隔離膜以及電解液，所述的陰極包括陰極 活性物質(zhì)，粘結(jié)劑和導(dǎo)電碳，所述的陽極包括鈦酸鋰活性材料，粘結(jié)劑和導(dǎo)電碳，所述的陰 極極片和陽極極片基材均為鋁箔，由于鈦酸鋰具有較高的嵌鋰電壓平臺(tái)約為1. 55V，在放電 過程中，容易對(duì)銅箔產(chǎn)生電化學(xué)分解，以致基材損壞，膜片析銅，因此其涂布基材采用鋁箔。 鈦酸鋰的嵌鋰電壓平臺(tái)高于SEI膜的形成電位，無法形成SEI膜，因此將電池的陽極容量/ 陰極容量設(shè)置為0. 70 1. 00，能有效限制嵌鋰后鈦酸鋰對(duì)電解液的催化作用，進(jìn)而控制產(chǎn) 氣，大大提高了鋰離子二次電池的使用壽命。其中，所述陽極容量/陰極容量優(yōu)選為0. 75 1. 00。
其中，所述陽極容量/陰極容量進(jìn)一步優(yōu)選為0. 78 0. 90。其中，所述的鈦酸鋰活性材料為鈦酸鋰粉末、添加活性碳的鈦酸鋰粉末、添加碳納 米管的鈦酸鋰粉末，添加納米碳纖維為鈦酸鋰粉末，經(jīng)過摻雜或包覆的鈦酸鋰粉末中的一 種或多種任意比例的混合物，所述的摻雜可以是金屬或者非金屬離子的摻雜，如摻雜Cr、 Fe、Al、Mg、Zn、P、F等，包覆可以是金屬氧化物或者碳，如氧化鋁、氧化鋯、二氧化鈦等。由 于純的鈦酸鋰的電子電導(dǎo)率極低約為1(T9S/Cm2，通常需要通過混合導(dǎo)電碳或者對(duì)其進(jìn)行改 性。其中，所述陰極還包括分散劑。所述的分散劑包括N-甲基吡咯烷酮，鄰苯二甲酸 二丁酯，丙酮，環(huán)己酮等。其中，所述的陽極還包括分散劑。所述的分散劑包括N-甲基吡咯烷酮，鄰苯二甲 酸二丁酯，丙酮，環(huán)己酮等。一種鋰離子二次電池，其激活步驟如下第一將電池在恒定電流下充電，使得鈦酸鋰由Li4Ti5O12變成Li4+xTi5012，其中 0. 09 < X彡2. 50，充電電流為0. 2C至5C ；第二 將經(jīng)過第一步變化的電池在恒定電流下進(jìn)行充電，使得Li4+xTi5012中的 2. 50 < X彡3. 00，電流至少為0. IC至5C ；第三，將經(jīng)過第二步變化的電池在恒定電壓下充電，時(shí)間為0. 2小時(shí)至12小時(shí)，將
上述各步驟中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行真空抽氣。其中，所述激活步驟還包括第四步，將經(jīng)過第三步激活的電池在恒定電流充電，使 鈦酸鋰 Li4+xTi5012 中的 3. 00 < X 彡 4. 00。其中，所述在鈦酸鋰變化的步驟中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行真空抽氣，真空度 為-120 -60kPa,時(shí)間 2_30s。其中，所述激活步驟中的溫度為60°C 90°C，鈦酸鋰自身的電子電導(dǎo)率極低約為 10_9s/cm2，采用60-90°C的較高溫度激活，將有利于鈦酸鋰的克容量發(fā)揮。本發(fā)明采用多步 激活，在長時(shí)間高電壓恒壓充電下，將與產(chǎn)氣相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)充分進(jìn)行，再通過多次真空排 氣將產(chǎn)生的氣體排出。其中，在60士25°C環(huán)境下持續(xù)存儲(chǔ)120h后，其厚度的膨脹率不超過本體厚度的 15. 0%。其中，在60士25°C環(huán)境下持續(xù)存儲(chǔ)120h后，其自放電電壓不超過電池電壓的
4. 5%。其中，在60 士 25°C環(huán)境下持續(xù)存儲(chǔ)120h后，其內(nèi)阻增加不超過電池內(nèi)阻的3. 0 %。本發(fā)明采用上述的技術(shù)方案，與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有以下幾個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明根據(jù)鋰離子電池以鈦酸鋰為陽極時(shí)，陽極電壓高于“SEI”膜生成電位 的特點(diǎn)，采用控制陽極容量/陰極容量比、高溫、大電流恒流充電，長時(shí)間恒壓充電激活和 多步驟及時(shí)抽氣等控制方法，將與產(chǎn)氣相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)充分進(jìn)行，使得電池氣體大量產(chǎn)生， 并在日后的使用過程中幾乎不產(chǎn)生氣體，大大提高電池安全性能和循環(huán)性能。(2)本發(fā)明以鈦酸鋰為陽極，由于其可三維嵌鋰的特性，在大電流下的充放電性能 優(yōu)異，應(yīng)用前景廣闊，可作為新型的儲(chǔ)能電池和動(dòng)力電池。(3)本發(fā)明陽極容量/陰極容量為0. 70 1. 00，合理利用陰極效率，使用較少的陽極，大大降低了成本，而且大大減少了電池產(chǎn)氣源，使得電池在高溫存儲(chǔ)和循環(huán)過程中的 氣脹問題得到改善。(4)由于鈦酸鋰具有較高的嵌鋰電壓平臺(tái)約為1. 55V，在放電過程中，容易對(duì)銅箔 產(chǎn)生電化學(xué)分解，以致基材損壞，膜片析銅，本發(fā)明采用鋁箔為陽極極片基材，防止了上述 問題的產(chǎn)生，大大提高了電池的使用壽命。


圖1為本發(fā)明鈦酸鋰基鋰離子電池激活過程中的陽極活性物質(zhì)物相變化圖；圖2為本發(fā)明鈦酸鋰基鋰離子電池三步激活過程中產(chǎn)氣量圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例1和對(duì)比例1的陽極克容量發(fā)揮對(duì)比圖；
圖4為本發(fā)明實(shí)施例1和對(duì)比例1的循環(huán)次數(shù)對(duì)比圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例2和對(duì)比例2在80°C存儲(chǔ)120小時(shí)后的厚度對(duì)比圖；圖6為本發(fā)實(shí)施例1、3 5和對(duì)比例3的陽極的電壓狀態(tài)圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例1在60°C存儲(chǔ)時(shí)的自放電電壓變化圖；圖8為本發(fā)明實(shí)施例1在60°C存儲(chǔ)時(shí)的內(nèi)阻變化圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的鋰離子二次電池及其正極材料的特點(diǎn)進(jìn) 行說明。本發(fā)明鋰離子二次電池的具體制作過程如下陰極極片的制作陰極包括陰極活性物質(zhì)，粘結(jié)劑、導(dǎo)電碳，其中各物質(zhì)的質(zhì)量比 例關(guān)系為，陰極活性物質(zhì)粘結(jié)劑導(dǎo)電碳=(0.8 0.96) (0.1 0.025) (0. 1 0. 015)，所述的陰極活性物質(zhì)包括鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰、鋁鈷共摻雜的 鎳酸鋰等，所述的粘結(jié)劑為-[CH2-CF2]n-[CF(CF3)-CF2) ]m-或_[CH2-CF2]n-中的1種或2種 任意比混合，所述導(dǎo)電碳為乙炔黑，涂膜所用的基材為鋁箔。取上述的陰極活性物質(zhì)9kg，粘 結(jié)劑聚偏氟乙烯(_[CH2-CF2]n-)0. 5kg，和導(dǎo)電碳乙炔黑0. 5kg，混合均勻以后加入N-甲基 吡咯烷酮分散劑，快速激烈攪拌12h后，再真空慢速攪拌2h得到所需的陰極漿料；然后將陰 極漿料采用刮刀法或擠壓法在鋁箔上進(jìn)行均勻涂布，并置于110士 10°C的環(huán)境下干燥6分 鐘后得到陰極膜片。陽極極片的制作陰極包括鈦酸鋰活性材料，粘結(jié)劑、導(dǎo)電碳，其中各物質(zhì) 的質(zhì)量比例關(guān)系為，鈦酸鋰活性材料粘結(jié)劑導(dǎo)電碳=(0.8 0.96) (0.1 0. 025) (0. 1 0. 015)，所述的鈦酸鋰活性材料為鈦酸鋰粉末、添加活性碳的鈦酸鋰粉 末、添加碳納米管的鈦酸鋰粉末，添加納米碳纖維為鈦酸鋰粉末，經(jīng)過摻雜或包覆的鈦酸鋰 粉末中的一種或多種任意比例的混合物，，所述的摻雜可以是金屬或者非金屬離子的摻雜， 如摻雜Cr、Fe、Al、Mg、Zn、P、F等，包覆可以是金屬氧化物或者碳，如氧化鋁、氧化鋯、二氧 化鈦等。由于純的鈦酸鋰的電子電導(dǎo)率極低約為10-9s/cm2，通常需要通過混合導(dǎo)電碳或者 對(duì)其進(jìn)行改性；所述的粘結(jié)劑為_[CH2-CF2]n-或-[CH2-CF2]n-[CF (CF3)-CF2)]m-中的1種或 2種任意比混合，所述導(dǎo)電碳為乙炔黑。取上述的陽極活性物質(zhì)7. 5kg，粘結(jié)劑聚偏氟乙烯 (-[CH2-CF2]n-)0. 42kg，和導(dǎo)電碳乙炔黑0. 42kg，混合均勻以后可以加入N-甲基吡咯烷酮
5分散劑，快速激烈攪拌12h后，再真空慢速攪拌2h得到所需的陽極漿料；然后將陽極漿料采 用刮刀法或擠壓法在鋁箔上進(jìn)行均勻涂布，并置于110士 10°C的環(huán)境下干燥6分鐘后得到 陽極膜片。上述涂膜所用的基材均為鋁箔，控制陰陽極的涂布重量比，保證陽極容量/陰極 容量為0. 70 1. 00。組裝測(cè)試過程將陰陽極膜片按設(shè)計(jì)的規(guī)格裁成條狀，本發(fā)明中任意選取了一個(gè) 常規(guī)規(guī)格(涂膜區(qū)長*寬)陰極=816mm*87mm，陽極= 820mm*90mm，隔離膜采用12 25um 的隔膜，以卷繞的方式組裝成電池。電池經(jīng)高溫烘烤以后，注入電解液，電解液采用碳酸乙 烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)的混合液為溶劑(DMC EC = 1 1)，lmol/L六氟磷酸鋰 (LiPF6)為鋰鹽，然后將電池進(jìn)行真空封裝，即完成了以鈦酸鋰為陽極的鋰離子二次電池的 組裝。電池制作完成后，將電池進(jìn)行電化學(xué)激活，所述激活包括步驟，見圖1 2 第一將電池在恒定電流下充電，使得鈦酸鋰由Li4Ti5O12變成Li4+xTi5012，其中 0. 09 < X彡2. 50，充電電流為0. 2C至5C ；第二 將經(jīng)過第一步變化的電池在恒定電流充電的的充電，使得Li4+xTi5012中的 2. 50 < X彡3. 00，電流至少為0. IC至5C ；第三，將經(jīng)過第二步變化的電池在恒定電壓下充電，時(shí)間為0. 2小時(shí)至12小時(shí)，將
上述各步驟中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行真空抽氣。經(jīng)過以上制作過程后，所制得的鋰離子二次電池即可交付測(cè)試或者用戶使用。從圖1 2中鈦酸鋰材料在激活過程中，由于嵌鋰量地增加而發(fā)生的系列物相變 化，在Li4+xTi5012中，當(dāng)2. 50 < X彡3. 00時(shí)，在恒壓充電時(shí)，將與產(chǎn)氣相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)充分 進(jìn)行，使得電池氣體大量產(chǎn)生，并在日后的使用過程中幾乎不產(chǎn)生氣體，大大提高電池安全 性能和循環(huán)性能。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明實(shí)施例1 見圖3 4和6 8，以鋁箔為陽極極片基材，以鈦酸鋰為陽極活性物質(zhì)，鎳鈷錳 酸鋰為陰極活性物質(zhì)，極片的陽極容量/陰極容量為0.8，按上述的方法完成鋰離子二次電 池的組裝。將制得的電池在進(jìn)行激活將電池60°C的恒溫下以恒定電流充電，使得鈦酸鋰 由Li4Ti5O12變成Li6.5Ti5012,充電電流為0. 5C ；抽氣后再電池在恒定電流充電的的充電，使 得Li5Ti5O12變成Li7Ti5O12，充電電流為IC ；最后將電池在恒定電壓下充電，時(shí)間為12小時(shí)， 然后進(jìn)行抽真空封口，最后，所得的電池備用。對(duì)比例1 本對(duì)比例與實(shí)施例1不同之處在于所組裝的電池采用傳統(tǒng)方法進(jìn)行激活即在 常溫25°C的條件下，以0. 02C恒流充電至2. 8V，在以恒壓充電至0. OlC的截止電流，然后進(jìn) 行抽真空封口。其它與實(shí)施例1相同，本對(duì)比例不再贅述。實(shí)施例2 見圖5，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于第一處，陰極活性物質(zhì)為鈷 酸鋰；第二處，極片的陽極容量/陰極容量為0. 7 ；第三處，將制得的電池在80°C的溫度下 激活，恒流充電電流為0. 5C，使得鈦酸鋰由Li4Ti5O12變成Li5.5Ti5012 ；第四處，抽氣后將電池 在恒定電流下進(jìn)行充電，充電電流為5C，使得Li5Ti5O12變成Li7Ti5O12 ；第五處，最后將電池在恒定電壓下充電，時(shí)間為8小時(shí)。其它與實(shí)施例1相同，本實(shí)施例不再贅述。對(duì)比例2:見圖5，本對(duì)比例與實(shí)施例2不同之處在于采用2步激活的方法，將實(shí)施例2中 的第三步充電去除，即“將電池在恒定電壓下充電，時(shí)間為8小時(shí)”的步驟去除，其它與實(shí)施 例2相同，本對(duì)比例不再贅述。實(shí)施例3 見圖6，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于極片的陽極容量 它與實(shí)施例1相同，本實(shí)施例不再贅述。對(duì)比例3:見圖6，本對(duì)比例與實(shí)施例3不同之處在于極片的陽極容量 它與實(shí)施例3相同，本對(duì)比例不再贅述。實(shí)施例4 見圖6，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于極片的陽極容量 它與實(shí)施例1相同，本實(shí)施例不再贅述。實(shí)施例5 見圖6，本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于極片的陽極容量 它與實(shí)施例1相同，本實(shí)施例不再贅述。實(shí)施例6 本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于第一處，陰極活性物質(zhì)為磷酸亞鐵鋰；第 二處，將制得的電池在90°C的溫度下激活，充電電流為5C，使得鈦酸鋰由Li4Ti5O12變成 Li5Ti5O12 ；第三處，抽氣后再將電池在恒定電流下進(jìn)行充電，充電電流5C，使得Li4. Ji5O12變 成Li7Ti5O12 ；第四處，最后將電池在恒定電壓下充電，時(shí)間為0. 2小時(shí)。其它與實(shí)施例1相 同，本實(shí)施例不再贅述。實(shí)施例7 本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于第一處，陰極活性物質(zhì)為鋁鈷共摻雜的鎳酸 鋰；第二處，將制得的電池在85 V的溫度下激活，充電電流為1C，使得鈦酸鋰由Li4Ti5O12 變成Li7Ti5O12 ；第三處，抽氣后再將電池在恒定電流下進(jìn)行充電，充電電流為0. 1C，使得 Li5Ti5O12變成Li7Ti5O12 ；第四處，最后將電池在恒定電壓下充電，時(shí)間為0.2小時(shí)。其它與 實(shí)施例1相同，本實(shí)施例不再贅述。實(shí)施例8 本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于陰極活性物質(zhì)為錳酸鋰。其它與實(shí)施例1相 同，本實(shí)施例不再贅述。實(shí)施例9 本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于第一處，陰極活性物質(zhì)為鎳鈷錳酸鋰；第 二處，將制得的電池在85°C的溫度下激活，充電電流為1C，使得鈦酸鋰由Li4Ti5O12變成 Li7Ti5O12 ；第三處，抽氣后再將電池在恒定電流下進(jìn)行充電，充電電流為0. 5C，使得Li5Ti5O12 變成Li7Ti5O12 ；第四處，最后將電池在恒定電壓下充電，時(shí)間為2小時(shí)；第五處，再對(duì)電 池進(jìn)行真空抽氣，將電池在恒定電流下進(jìn)行充電，充電電流為0. 1C，使得Li7Ti5O12變成 Li9Ti5O12 ；其它與實(shí)施例1相同，本實(shí)施例不再贅述。
/陰極容量為0.9，其 /陰極容量為1.1;其 /陰極容量為0.7，其 /陰極容量為1.0，其
盡管本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合了一些具體的實(shí)施例描述本發(fā)明所述的方法及優(yōu)化結(jié)果，但 意圖是不限于本文所述的具體形式的。相反，本文所述的方法與優(yōu)化結(jié)果的范圍僅受權(quán)利 要求的限制。另外，本文沒有窮舉所述方法的組合種類，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，可 以根據(jù)本文所述的方法和相關(guān)衍生方法的各種特征進(jìn)行組合，例如陰極材料的種類繁多， 有正在商業(yè)化應(yīng)用的鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸亞鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰等，還有正在研究或?qū)?huì)開 發(fā)或可知的新型陰極材料，本發(fā)明中沒有給以窮舉，但均受權(quán)利要求的限制。如果不明確地另行指明，本文中所用的術(shù)語和短語應(yīng)被解釋為開放性而非限制性 的。作為前述內(nèi)容的實(shí)施例短語“0. 2C至5. 0C”應(yīng)被解讀為“大于等于0. 2C，且小于等于 5. 0C”或諸如此類；又如“常規(guī)”、“傳統(tǒng)”、“已知”之類的形容詞和類似的短語不應(yīng)被解釋為 將所述的事項(xiàng)限定于給定時(shí)期，而應(yīng)被解讀為包括現(xiàn)在和將來的任何時(shí)期可知或者公開常 規(guī)、傳統(tǒng)和已知技術(shù)；術(shù)語“3維嵌鋰”為本領(lǐng)域?qū)I(yè)名詞，應(yīng)被解讀為“鋰離子可從分別X， 1，ζ標(biāo)定的3維空間方向潛入到鈦酸鋰晶格中”；術(shù)語“SEI膜”、為本領(lǐng)域?qū)I(yè)名詞，應(yīng)被解 讀為“固體電解質(zhì)界面膜(Solid Electrolyte Interface) ”；術(shù)語“鋰離子電池”為本領(lǐng)域 專業(yè)名詞，應(yīng)被解讀為“可進(jìn)行循環(huán)充電的鋰離子二次電池”；術(shù)語“陰極”、“陽極” ““正極” 和“負(fù)極”為本領(lǐng)域?qū)I(yè)名詞，應(yīng)被解讀為“陰極=正極”和“陽極=負(fù)極”。
8
權(quán)利要求
一種鋰離子二次電池，包括陰極、陽極、隔離膜以及電解液，所述的陰極包括陰極活性物質(zhì)，粘結(jié)劑和導(dǎo)電碳，所述的陽極包括鈦酸鋰活性材料，粘結(jié)劑和導(dǎo)電碳，其特征在于所述的陰極極片和陽極極片基材均為鋁箔，所述的陽極容量/陰極容量為0.70～1.00，所述的激活步驟如下，第一將電池在恒定電流下充電，使得鈦酸鋰由Li4Ti5O12變成Li4+xTi5O12，其中0.09＜X≤2.50，充電電流為0.2C至5C；第二將經(jīng)過第一步變化的電池在恒定電流下進(jìn)行充電，使得Li4+xTi5O12中的2.50＜X≤3.00，電流至少為0.1C至5C；第三，將經(jīng)過第二步變化的電池在恒定電壓下充電，時(shí)間為0.2小時(shí)至12小時(shí)，將上述各步驟中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行真空抽氣。
2.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子二次電池，其特征在于所述陽極容量/陰極容量 為 0. 75 1. 00。
3.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子二次電池，其特征在于所述陽極容量/陰極容量 為 0. 78 0. 90。
4.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子二次電池，其特征在于所述的鈦酸鋰活性材料為 鈦酸鋰粉末、添加活性碳的鈦酸鋰粉末、添加碳納米管的鈦酸鋰粉末、添加納米碳纖維的鈦 酸鋰粉末、經(jīng)過摻雜或包覆的鈦酸鋰粉末中的一種或多種任意比例的混合物。
5.如權(quán)利要求1所述的一種鋰離子二次電池，其特征在于所述激活步驟還包括第四 步，將經(jīng)過第三步激活的電池在恒定電流充電，使鈦酸鋰Li4+xTi5012中的3. 00 < X < 4. 00。
6.如權(quán)利要求1或者5所述的一種鋰離子二次電池，其特征在于所述在鈦酸鋰變化 的步驟中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行真空抽氣，真空度為-120 -60kPa，時(shí)間2 30s。
7.如權(quán)利要求1或者5所述的一種鋰離子二次電池，其特征在于所述激活步驟中的 溫度為60°C 90°C。
8.如權(quán)利要求1或者5所述的一種鋰離子二次電池，其特征在于在60士25°C環(huán)境下 持續(xù)存儲(chǔ)120h后，其厚度的膨脹率不超過本體厚度的15.0%。
9.如權(quán)利要求1或者5所述的一種鋰離子二次電池，其特征在于在60士25°C環(huán)境下 持續(xù)存儲(chǔ)120h后，其自放電電壓不超過電池電壓的4. 5%。
10.如權(quán)利要求1或者5所述的一種鋰離子二次電池，其特征在于在60士25°C環(huán)境下 持續(xù)存儲(chǔ)120h后，其內(nèi)阻增加不超過電池內(nèi)阻的3. 0 %。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，特別公開了一種鋰離子二次電池，包括陰極、陽極、隔離膜以及電解液，陰極包括陰極活性物質(zhì)，粘結(jié)劑和導(dǎo)電碳，陽極包括鈦酸鋰活性材料，粘結(jié)劑和導(dǎo)電碳，陰極極片和陽極極片基材均為鋁箔，陽極容量/陰極容量為0.70～1.00，激活步驟如下，第一將電池在0.2C至5C進(jìn)行恒流充電，使鈦酸鋰由Li4Ti5O12變成Li4+xTi5O12，其中0.09＜X≤2.50；第二將經(jīng)過第一步變化的電池在0.1C至5C進(jìn)行恒流充電，使得Li4+xTi5O12中的2.50＜X≤3.00；第三將經(jīng)過第二步變化的電池在恒壓下充電0.2h～12h，將上述各步驟中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行真空抽氣，具有優(yōu)異電化學(xué)性能的同時(shí)，提高其循環(huán)和高溫存儲(chǔ)性能。
文檔編號(hào)H01M10/058GK101958428SQ20101028418
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月15日
發(fā)明者夏恒濤, 許瑞, 趙豐剛, 陳小波 申請(qǐng)人:東莞新能源科技有限公司