033] (2)将负极集流体置于乙醇中超声振荡35min后，于75°C恒温条件下烘烤I. 5h。
[0034] (3)在负极集流体上均匀喷上N-甲基吡咯烷酮后，将浆料均匀涂覆在负极集流体 上，经干燥、碾压后即得压实密度为2. lg/cm3的钛酸锂负极极片。
[0035] 实施例3
[0036] -种钛酸锂负极极片,包括负极集流体和涂覆在负极集流体表面的负极材料,负 极集流体为具有双面涂碳层的涂碳铝箔，涂碳铝箔上涂碳层单面厚度为〇. 5 μ m，负极材 料由以下质量百分比的组分组成：3%导电剂，3%粘结剂，94%钛酸锂，负极材料压实密度 为2. 3g/cm3,其中，导电剂为导电碳黑、碳纳米管、鳞状石墨、气相生长碳纤维中的一种或多 种，粘结剂为聚偏氟乙烯、聚酰胺或聚丙烯酸。
[0037] 该钛酸锂负极极片通过以下方法制备：
[0038] (1)按上述重量配比称取钛酸锂、导电剂、粘结剂后将各组分混合均匀，加入质量 为钛酸锂、导电剂何粘结剂总质量1. 5倍的N-甲基吡咯烷酮后搅拌均匀，于真空条件下静 置2h，得浆料。
[0039] (2)将负极集流体置于乙醇中超声振荡40min后，于80°C恒温条件下烘烤lh。
[0040] (3)在负极集流体上均匀喷上N-甲基吡咯烷酮后，将浆料均匀涂覆在负极集流体 上，经干燥、碾压后即得压实密度为2. 3g/cm3的钛酸锂负极极片。
[0041] 对比例1
[0042] 对比例1与实施例1的不同之处在于：钛酸锂用人造石墨代替，其余完全相同。
[0043] 对比例2
[0044] 对比例2与实施例1的不同之处在于：负极集流体采用压延铝箔，其余完全相同。
[0045] 将各实施例、对比例1及对比例2中得到的负极极片分别制成规格相同的锂离子 电池后进行循环性能测试，电池的制备方法如下：
[0046] (一）制备正极极片：按正极材料总质量计，按93%猛酸锂（LiMn2O4)、2%导电炭 黑（Super P)、2%气相生长碳纤维（VGCF)及3%聚偏氟乙烯（PVDF)的配比称取各组分并 混合均匀，加入质量正极材料总质量0.6倍的的N-甲基吡咯烷酮（NMP)搅拌形成浆液，均 匀的涂覆在正极集流体压延铝箔上，干燥后用碾压机进行碾压，制成正极极片。
[0047] (二）准备隔膜：隔膜采用厚度为25微米的无纺布隔膜，透气度32cm3/SeC，孔隙 率 60%〇
[0048] (三）准备电解液：电解液采用I. 15mol/L的四氟硼酸锂溶解到γ - 丁内酯（GBL)、 碳酸乙烯酯（EC)、碳酸丙稀酯（PC)的有机溶剂混合物中，其中Y-丁内酯、碳酸乙烯酯、碳 酸丙稀酯的体积比为80:10:10。
[0049] (四）准备外壳：外壳采用铝塑膜，铝塑膜采用厚度为152微米具有尼龙层、粘结 层、PP层、粘结层、铝箔、粘结层、PP层层状复合结构材料。
[0050] (五）准备外接端子：正极端子采用0. 2毫米厚铝材质极耳，负极端子采用0. 2毫 米厚铝材质极耳。
[0051] (六）制备电池：以叠片形式，将正极极片、隔膜、负极极片相间叠片形成电芯，单 向焊接极耳；然后进行铝塑膜热封，注入电解液，热封封口；依次进行搁置-预充-抽空-化 成-分容，制成HAh锂离子动力电池。
[0052] 电池循环性能测试方法为：在23°C下以70A恒定电流充电至2. 7V，然后转恒压 充电，截至电流〇. 7A ;搁置10分钟，以70A恒定电流放电至I. 5V，测定得到电池的初始放 电容量CO ;搁置10分钟后，重复上述步骤5000次，作连续的充放电测试，得到电池5000 次循环后的容量C1。按照下式计算5000次循环后电池的容量剩余率：容量剩余率=Cl/ C0X100%。
[0053] 得到的测试结果如下表所示：
[0055] 从表中可知，使用各实施例中钛酸锂负极极片的电池在5000次循环后的容量剩 余率分别为96. 7%、96. 9%和96. 6%，远高于对比例1人造石墨的81. 3%以及对比例2的 92. 5% ;电池-25°C低温功率，使用各实施例中钛酸锂负极极片的电池分别658w/kg、694w/ kg和678w/kg，远高于对比例1的393w/kg和对比例2527w/kg ;常温直流内阻，实施例为 I. 30mΩ、I. 12mΩ和I. 25mΩ，低于对比例1的I. 98mΩ和对比例2的I. 70mΩ。这表明，采 用本发明制作的钛酸锂电池，能够大幅度提高倍率循环性能，降低放电直流内阻，改善低温 功率。
[0056] 以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的 限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
【主权项】
1. 一种钛酸锂负极极片，包括负极集流体和涂覆在负极集流体表面的负极材料，其特 征在于，所述负极集流体为涂碳铝箔，所述负极材料由以下质量百分比的组分组成：2~ 7 %导电剂，3~8 %粘结剂，87~94 %钛酸锂，各组分质量百分比之和为100 %，负极材料压 实密度为2~2. 3g/cm3。2. 根据权利要求1所述的一种钛酸锂负极极片，其特征在于，所述涂碳铝箔具有双面 涂碳层。3. 根据权利要求2所述的一种钛酸锂负极极片，其特征在于，所述涂碳铝箔上涂碳层 单面厚度为〇. 5~1. 5μm。4. 根据权利要求1所述的一种钛酸锂负极极片，其特征在于，所述导电剂为导电碳黑、 碳纳米管、鳞状石墨、气相生长碳纤维中的一种或多种。5. 根据权利要求1所述的一种钛酸锂负极极片，其特征在于，所述粘结剂为聚偏氟乙 烯、聚酰胺或聚丙烯酸。6. -种如权利要求1所述的钛酸锂负极极片的制备方法，其特征在于，具体步骤为： (1) 按上述配比称取钛酸锂、导电剂、粘结剂后将各组分混合均匀，加入质量为钛酸锂、 导电剂和粘结剂总质量1~1. 5倍的N-甲基吡咯烷酮后搅拌均匀，于真空条件下静置1~ 2h，得浆料； (2)将负极集流体置于乙醇中超声振荡30~40min后，于70~80°C恒温条件下烘烤 1~2h; (3) 在负极集流体上均匀喷上N-甲基吡咯烷酮后，将浆料均匀涂覆在负极集流体上， 经干燥、碾压后即得压实密度为2~2. 3g/cm3的钛酸锂负极极片。
【专利摘要】本发明公开了一种钛酸锂负极极片，包括负极集流体和涂覆在负极集流体表面的负极材料，其特征在于，所述负极集流体为涂碳铝箔，所述负极材料由以下质量百分比的组分组成：2～7％导电剂，3～8％粘结剂，87～94％钛酸锂，各组分质量百分比之和为100％，负极材料压实密度为2～2.3g/cm3。本发明的钛酸锂负极极片采用涂碳铝箔作为负极集流体，解决了钛酸锂材料加工性能差的问题，使电池的整体性能产生显著的提升，并对负极材料的配方进行了优化改进，不仅涂布性能好，而且保证了电池的整体性能。本发明还公开了一种钛酸锂负极极片的制备方法，该制备方法工艺步骤简单，可操作性强，适合大规模工业化生产应用。
【IPC分类】H01M4/485, H01M4/1391, H01M4/66, H01M4/131, H01M4/62
【公开号】CN105470456
【申请号】CN201410536348
【发明人】吕豪杰, 石先兴, 王慧敏, 高新宝, 陈军
【申请人】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
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2014年10月13日