专利名称：高性能电解液的钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子动力电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池，特别涉及一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池。
背景技术：
锂离子电池根据正极电池材料的不同，锂离子电池可以分为钴酸锂电池、锰酸锂电池、三元材料电池、磷酸亚铁锂电池、其它锂材料电池。其中橄榄石型的磷酸亚铁锂，价格便宜，环境相容性好，循环性能优良，安全性能尤其突出，是制造锂离子动力电池良好的正极材料。在以石墨作为负极主要原材料锂离子电池中，石墨、电解液在固液相界面上反应， 形成覆盖于电极表面的一层钝化层。这层钝化层能够防止溶剂大分子嵌入负极，而造成负极材料的剥落。电解液溶剂含有PC时，生成的SEI膜不能覆盖电极全部，电极材料容易在循环中发生剥落。钛酸锂材料是一种高性能、高倍率型的锂二次电池负极材料。在Li嵌入或脱出过程中，晶型不发生变化，体积变化小于1%，因此被称为“零应变材料”，这具有重要意义，能够避免充放电循环中由于电极材料的来回伸缩而导致结构的破坏，从而提高电极的循环性能和使用寿命，具有比碳负极更优良的循环性能。而且钛酸锂材料电势比纯金属锂的高，不易产生锂晶枝，为保障锂电池的安全提供了基础，被认为可彻底解决锂电池的安全性。钛酸锂材料与PC有很好的兼容性，不会由于大分子嵌入而导致钛酸锂材料剥落。作为电解液主要的电解质，也是大部分电解液产品中唯一的电解质LiPF6,是目前性能最稳定的电解质。但LiPF6易水解，在痕量水分的作用下也会分解产生HF。HF会破坏碳材料表面的SEI膜，使电池产生气胀，增大电池的不可逆容量，降低电池的循环寿命。相对于LiPF6, LiBOB具有以下优点
(1)、对水不敏感，不会由于水的存在而导致LiPF6分解生产HF。(2)、可以在负极表面生产致密的SEI膜。(3)、高低温性能较好。(4)、安全性好。(5)、循环寿命高。钛酸锂电池容易气胀，从而影响电池的循环寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池。本发明所采取的技术方案是
一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池，其负极材料由钛酸锂85 95质量份、粘合剂3 10质量份、导电剂3 10质量份组成；其正极材料由磷酸亚铁锂85 95质量份、 粘合剂2 10质量份、导电剂2 10质量份组成；其电解液含有电解质和溶剂，其中电解质为LiPF6或由LiPF6和双草酸硼酸锂组成，溶剂中含有质量百分含量为20% 50%的碳酸丙烯酯。优选的，电解液中，电解质的浓度为0. 8 1. 5mol/L。LiBOB的质量百分含量为电解质总质量的0 20%。优选的，溶剂由质量百分含量为20% 50%的碳酸丙烯酯、20 40%的碳 酸二乙酯和20 40%的碳酸甲乙酯组成。优选的，导电剂为SP、超导碳黑、导电石墨、碳纳米管中的至少一种。优选的，粘合剂为LA132、W811、PVDF中的至少一种。本发明的有益效果是
本发明的钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池，其电解液使用温度范围宽，化学稳定性好，适配于钛酸锂与磷酸亚铁锂体系的锂离子电池。本发明的锂离子电池，安全性高，循环寿命长。
图1是本发明电池的0.5C放电曲线； 图2是本发明电池的倍率曲线。
具体实施例方式本发明提供的锂离子动力电池包括正极、负极、隔膜、电解液、塑料外壳，使用钛酸锂作为负极主要活性物质，磷酸亚铁锂作为正极主要活性物质。将正负极材料分别用溶剂溶解，高速分散成正、负极浆料，之后均勻涂布于集流体上。在本发明中，集流体选择为铝箔。涂布结束经过分切、烘烤、辊压后与隔膜一起层叠成电芯，电芯经过入壳、装配、烘烤，进入注液工序注液完毕后化成分容成为20Ah电池。一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池，其负极材料由钛酸锂85 95质量份、 粘合剂3 10质量份、导电剂3 10质量份组成；其正极材料由磷酸亚铁锂85 95质量份、粘合剂2 10质量份、导电剂2 10质量份组成；其电解液含有电解质和溶剂，其中电解质为LiPF6或由LiPFf^P双草酸硼酸锂组成，溶剂中含有质量百分含量为20% 50%的碳酸丙烯酯。更佳的，其负极材料由钛酸锂90 95质量份、粘合剂5质量份、导电剂4 5 质量份组成；其正极材料由磷酸亚铁锂90 95质量份、粘合剂3 6质量份、导电剂2 5质量份组成。优选的，电解液中，电解质的浓度为0. 8 1. 5mol/L。LiBOB的质量百分含量为电解质总质量的0 20%。优选的，溶剂由质量百分含量为20% 50%的碳酸丙烯酯、20 40%的碳酸二乙酯和20 40%的碳酸甲乙酯组成。优选的，导电剂为SP、超导碳黑、导电石墨、碳纳米管中的至少一种。优选的，粘合剂为LA132、W811、PVDF中的至少一种。下面结合实施例，进一步说明本发明。以下实施例中，如无特别说明，所述的百分比均为质量百分比。实施例1一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池
其负极材料由钛酸锂90质量份、粘合剂5质量份、导电剂5质量份组成，其中，粘合剂为LA132，导电剂由SP、导电石墨各半组成；
其正极材料由磷酸亚铁锂90质量份、粘合剂5质量份、导电剂5质量份组成，其中，粘合剂为W811，导电剂由SP、导电石墨各半组成；
其电解液含有电解质和溶剂，其中电解质由LiPF6与LiBOB组成，浓度为lmol/L，其中双草酸硼酸锂含量为3%，溶剂由等量的PC、DEC和EMC组成。实施例2
一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池
其负极材料由钛酸锂91质量份、粘合剂5质量份、导电剂4质量份组成，其中，粘合剂为LA132，导电剂为超导碳黑；
其正极材料由磷酸亚铁锂95质量份、粘合剂3质量份、导电剂2质量份组成，其中，粘合剂为LA132，导电剂为碳纳米管；
其电解液含有电解质和溶剂，其中电解质由LiPF6与LiBOB组成，浓度为1.2mol/l，其中双草酸硼酸锂含量为5%，溶剂由20%的PC、40%的DEC和40%的EMC组成。实施例3
一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池
其负极材料由钛酸锂91质量份、粘合剂5质量份、导电剂4质量份组成，其中，粘合剂为PVDF，导电剂由等量的SP、超导碳黑、导电石墨组成；
其正极材料由磷酸亚铁锂90质量份、粘合剂6质量份、导电剂4质量份组成，其中，粘合剂为PVDF，导电剂由超导碳黑、碳纳米管按1 :2的质量比混合组成；
其电解液含有电解质和溶剂，其中其中电解质由LiPF6与LiBOB组成，浓度为1. 1 mol/ L，其中双草酸硼酸锂含量为4%，溶剂由40%的PC、30%的DEC和30%的EMC组成，电解质的含量为1. Omol/Lο实施例4
一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池
其负极材料由钛酸锂95质量份、粘合剂5质量份、导电剂5质量份组成，其中，粘合剂为W811，导电剂由等量的SP、超导碳黑、导电石墨组成；
其正极材料由磷酸亚铁锂90质量份、粘合剂6质量份、导电剂4质量份组成，其中，粘合剂为PVDF，导电剂由超导碳黑、碳纳米管按1 :2的质量比混合组成；
其电解液含有电解质和溶剂，其中电解质由LiPF6与LiBOB组成，浓度为1. 3 mol/L,其中双草酸硼酸锂质量百分比含量为6%，溶剂由50%的PC、30%的DEC和20%的EMC组成。图1是本发明实施例1电池的0. 5C放电曲线，图2是本发明实施例1电池的倍率曲线。从图中可以看出，本发明的电池具有很少的充放电性能，使用寿命长。
权利要求
1.一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池，其负极材料由钛酸锂85 95质量份、 粘合剂3 10质量份、导电剂3 10质量份组成；其正极材料由磷酸亚铁锂85 95质量份、粘合剂2 10质量份、导电剂2 10质量份组成；其电解液含有电解质和溶剂，其中电解质为LiPF6或由LiPFf^P双草酸硼酸锂组成，溶剂中含有质量百分含量为20% 50%的碳酸丙烯酯。
2.根据权利要求1所述的一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池，其特征在于 LiBOB的质量百分含量为电解质总质量的0 20%。
3.根据权利要求1所述的一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池，其特征在于溶剂由质量百分含量为20% 50%的碳酸丙烯酯、20 40%的碳酸二乙酯和20 40%的碳酸甲乙酯组成。
4.根据权利要求1所述的一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池，其特征在于电解液中，电解质的浓度为0. 8 1. 5mol/L。
5.根据权利要求1所述的一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池，其特征在于导电剂为SP、超导碳黑、导电石墨、碳纳米管中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池，其特征在于粘合剂为LA132、W811、PVDF中的至少一种。
全文摘要
本发明公开了一种钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池，其负极材料由钛酸锂、粘合剂、导电剂组成；其正极材料由磷酸亚铁锂、粘合剂、导电剂组成；其电解液含有电解质和溶剂，其中电解质为LiPF6或由LiPF6和双草酸硼酸锂组成。本发明的钛酸锂与磷酸亚铁锂体系锂离子电池，其电解液使用温度范围宽，化学稳定性好，适配于钛酸锂与磷酸亚铁锂体系的锂离子电池。本发明的锂离子电池，安全性高，循环寿命长。
文档编号H01M10/0525GK102306828SQ201110239539
公开日2012年1月4日 申请日期2011年8月20日 优先权日2011年8月20日
发明者刘兴福, 李宝玉, 王保 申请人:珠海锂源新能源科技有限公司