一种快速充电用锂离子电池的制作方法

文档序号:9729094阅读:491来源:国知局
一种快速充电用锂离子电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于裡离子电池技术领域,具体设及一种快速充电用裡离子电池。
【背景技术】
[0002] 裡离子电池目前已得到广泛的应用,特别是在数码类产品备、便携式移动终端、储 能领域、电动汽车等方面,随着数码产品,智能终端的升级,耗电量也随之增加,一般情况下 智能移动设备充满电约化~地,另一方随着汽车的普及,环境污染问题的越来越突出,国家 开始大力推广电动汽车,由于目前电池系统的制约,电动汽车充电时长一般在6h~lOh,充 电周期过长,带来了诸多不便,所W怎样缩短裡电池充电时间成为裡电池广泛使用急待解 决的问题。

【发明内容】

[0003] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足,提供一种快速充电用 裡离子电池。该裡离子电池可在超高倍率下使用,电池具备30C持续充电能力,充电容量可 达到小电流1C充电容量的95% W上;在30C充电2min,可充至电池电量的90% W上,能够实 现快速充电;在30C充电,1C放电循环100周,充电容量保持率为97.31 % W上。
[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种快速充电用裡离子电池,包 括正极片、负极片、隔膜、电解液、正极极耳、负极极耳和包装壳,所述负极片是将含负极活 性物质的负极浆料涂布在铜锥两面而制成,其特征在于,所述负极活性物质为中粒径化0为3 皿~20皿的改性石墨;
[0005] 所述改性石墨的制备方法包括W下步骤:
[0006] 步骤一、将渐青粉末在氮气气氛保护下烙融,然后在磁场作用下对烙融后的渐青 粉末进行离屯、甩丝,得到渐青丝;
[0007] 步骤二、将步骤一中所述渐青丝切割成长度为扣m~30皿的渐青颗粒,然后在氮气 气氛保护下对所述渐青颗粒进行碳化处理,得到一次颗粒碳纤维;
[000引步骤Ξ、将酪醒树脂粉末在300°C~500°C条件下保溫处理化~化,然后在氮气气 氛下升溫至600°C后将氮气气氛换成二氧化碳,保溫活化处理30min~60min,自然冷却后得 到活化的酪醒树脂;
[0009] 步骤四、将酪醒树脂颗粒、步骤二中所述一次颗粒碳纤维和步骤Ξ中所述活化的 酪醒树脂混合后研磨过筛,得到混合物料;所述混合物料中酪醒树脂颗粒的质量百分含量 不大于5.0%,一次颗粒碳纤维的质量百分含量为60%~75%,余量为活化的酪醒树脂;
[0010] 步骤五、将步骤四中所述混合物料置于石墨炉中,在2000°C~2300°C条件下般烧 1化~12h,得到改性石墨。
[0011] 上述的一种快速充电用裡离子电池,其特征在于,所述改性石墨的中粒径化0为扣m ~Ιδμηι。
[0012] 上述的一种快速充电用裡离子电池,其特征在于,所述电解液为裡盐、添加剂和有 机溶剂的混合溶液,所述混合溶液中裡盐的浓度为〇.8mol/L~1.3mol/L,裡盐为六氣憐酸 裡和双(氣横酷)亚胺裡,所述有机溶剂为碳酸乙締醋、碳酸丙締醋、碳酸二甲醋、碳酸二乙 醋和碳酸甲乙醋中的一种或几种;所述添加剂为碳酸亚乙締醋、亚硫酸丙醋、氣代碳酸乙締 醋、丙締腊二甲基亚硫酸醋和1,3-丙烷横酸内醋中的一种或几种,电解液中添加剂的体积 百分含量为1.0%~5.0%。
[0013] 上述的一种快速充电用裡离子电池,其特征在于,所述六氣憐酸裡的质量占六氣 憐酸裡和双(氣横酷)亚胺裡总质量的70%~95%。
[0014] 上述的一种快速充电用裡离子电池,其特征在于,所述有机溶剂为碳酸乙締醋、碳 酸二甲醋、碳酸二乙醋和碳酸甲乙醋的混合溶剂,碳酸乙締醋、碳酸二甲醋、碳酸二乙醋和 碳酸甲乙醋的质量比为3:1:1: 5,所述添加剂为丙締腊二甲基亚硫酸醋、碳酸亚乙締醋、亚 硫酸丙醋和氣代碳酸乙締醋,电解液中丙締腊二甲基亚硫酸醋、碳酸亚乙締醋、亚硫酸丙醋 和氣代碳酸乙締醋的体积百分含量分别为1.5 %、1.0 %、1.0 %和1.0 %。
[0015] 上述的一种快速充电用裡离子电池,其特征在于,所述裡离子电池在溫度为50°C ~60°C,压力为0.20MPa~0.40MPa的条件下进行化成,化成方法为:先用0.05C恒流充电 15min,上限保护电压为4.2V;然后用0.1C恒流充电150min,上限保护电压为4.2V;静止 lOmin后用0.5C恒流恒压充电60min,上限电压为4.0V,恒压充电截止电流为0.03C。
[0016] 上述的一种快速充电用裡离子电池,其特征在于,步骤一中所述烙融的溫度为300 °C~500°C。
[0017] 上述的一种快速充电用裡离子电池,其特征在于,步骤一中所述磁场的磁场强度 为 1T ~1.5T。
[0018] 上述的一种快速充电用裡离子电池,其特征在于,步骤二中所述碳化处理的溫度 为1000°C~1200°C,碳化处理的时间为化~化。
[0019] 本发明与现有技术相比具有W下优点:
[0020] 1、本发明采用中粒径Dso为3皿~20皿的改性石墨作为负极活性物质,适用于高倍 率下的快充电忍。
[0021] 2、本发明的改性石墨W渐青粉末为原料,在磁场下甩丝后碳化,得到的碳纤维结 构极有利于裡离子的快速扩散,具有优良的大电流充电电能力;并复合镶嵌入W酪醒树脂 为原料经过热解活化形成的碳颗粒,使得其具有良好的电导率、扩散性和热力学稳定性,自 由能小,反应高度可逆;表面采用了酪醒树脂颗粒热解形成的低结晶性碳包覆层,该包覆层 具有比石墨更高的有效电化学活性、高于石墨的D002层间距,层间距可达0.36皿~0.38皿, 使裡离子嵌入的更加容易、快速,提高了裡离子的扩散速率,包覆层还可使石墨颗粒表面更 加平滑,有利于循环性能的提高。
[0022] 3、本发明的裡离子电池可在超高倍率下使用,电池具备30C持续充电能力,充电容 量可达到小电流1C充电容量的95% W上。
[0023] 4、本发明的裡离子电池在30C充电2min,可充至电池电量的90% W上,能够实现快 速充电。
[0024] 5、本发明的裡离子电池在30C充电,1C放电循环100周,充电容量保持率为97.31 % 社。
[0025] 综上所述,本发明的快速充电用裡离子电池具备30C持续充电性能,可循环使用, 可w解决电动汽车因充电时长而造成的问题。
[0026] 下面通过实施例,对本发明技术方案做进一步的详细说明。
【具体实施方式】
[0027] 实施例1
[0028] 制备改性石墨:
[0029] 步骤一、将渐青粉末在氮气气氛保护下烙融,然后在1.5T的磁场作用下对烙融后 的渐青粉末进行离屯、甩丝,得到渐青丝;所述烙融的溫度为400°C;
[0030] 步骤二、将步骤一中所述渐青丝切割成长度为20WI1的渐青颗粒,然后在氮气气氛 保护下对所述渐青颗粒进行碳化处理,得到一次颗粒碳纤维;所述碳化处理的溫度为1000 °C,碳化处理的时间为化;
[0031] 步骤Ξ、将酪醒树脂粉末在400°C条件下保溫处理5.化,然后在氮气气氛下升溫至 600°C后将氮气气氛换成二氧化碳,保溫活化处理40min,自然冷却后得到活化的酪醒树脂;
[0032] 步骤四、将酪醒树脂颗粒、步骤二中所述一次颗粒碳纤维和步骤Ξ中所述活化的 酪醒树脂混合后研磨过筛,得到混合物料;所述混合物料中酪醒树脂颗粒的质量百分含量 为3.0%,一次颗粒碳纤维的质量百分含量为70%,余量为活化的酪醒树脂;
[0033] 步骤五、将步骤四中所述混合物料置于石墨炉中,在2100°C条件下般烧1化,得到 中粒径化0为15WI1的改性石墨。
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