一种锂离子电池负极活性材料和高功率型锂离子电池的制作方法

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池负极活性材料和高功率型锂离子电池。

背景技术：

近年来，对储能用锂离子电池的研究和发展极为迅速。相比于铅酸电池，锂离子电池作为储能电池的优点有：能量密度高、无记忆效应、无污染、自放电小等。

然而锂离子电池在储能领域的推广应用，目前表现还未尽预期，主要表现在原材料应用成本较高，造成锂离子电池成本下降困难。目前为降低锂离子电池价格，人们纷纷把目光集中在电池使用的原材料上，主要包括正极材料、负极材料、隔膜和电解液等。锂离子负极材料占电池总成本的10％，负极材料是影响锂离子电池性能好坏的关键，其价格的降低影响着锂离子电池价格的降低，其种类和质量直接决定锂离子电池的性能与价格。目前常规锂离子电池碳负极材料包括天然石墨及其改性材料、中间相炭微球和石油焦类人造石墨。其中，天然石墨及其改性材料价格比较低，但是在充放电效率、大倍率性能和使用寿命方面有待进一步提高；中间相炭微球结构特殊，在比容电量、安全性、放电效率、循环寿命等方面具有显著优势，但是其缺点是成本过高；石油焦类人造石墨的产品在放电效率和循环寿命方面比较突出，但也存在着高成本和制备工艺复杂的问题。

为了降低负极材料的生产成本，价廉和石墨化温度低的软碳材料是一个很好的选择。软碳是指在2500℃以上高温处理能够石墨化的无定形碳。软碳的结晶度(即石墨化度)低，晶粒尺寸小，晶面间距(d002)较大，与各种电解液的相容性好，充放电平台平稳，倍率、低温性能较好，因此以未经过石墨化处理的软碳作为锂离子电池负极材料是未来锂离子电池研究的一个重要方向。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种锂离子电池负极活性材料和高功率型锂离子电池，解决了现有锂电子电池成本居高不下以及功率性能差和低温下放电性能不好等电性能的问题。

实现本发明目的的技术方案是：一种锂离子电池负极活性材料，具有负极活性物质，所述负极活性物质为石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等未经过石墨化处理的软碳材料的一种。

上述技术方案所述石油焦为海绵状焦。

上述技术方案所述针状焦为油系针尖焦。

上述技术方案所述碳纤维为沥青基和黏胶基碳纤维中的一种。

本发明的目的还提供一种高功率型锂离子电池，具有外壳、正极耳和负极耳，所述外壳的内部设有正极集流体、负极集流体、正极、隔膜、电解液、负极，所述负极具有所述的锂离子电池负极活性材料。

上述技术方案所述锂离子电池负极活性材料在所述负极中的重量比例为85％～95％。

上述技术方案所述正极中的活性材料为磷酸铁锂。

上述技术方案所述负极的容量为正极的容量的0.9～1.8倍。

上述技术方案所述负极的面密度为50～156g/m²。

上述技术方案所述外壳为软包装铝塑复合膜。

采用上述技术方案后，本发明具有以下积极的效果：

本发明负极活性物质采用石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等未经过石墨化处理软碳材料的一种，可以有效降低锂离子电池成本。通过优化负极活性材料在锂离子电池中的用量，使电池的功率性能、低温性能等达到最优。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明高功率型锂离子电池的结构示意图；

图2为倍率放电曲线；

图3为-20℃放电曲线。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

(实施例1)

一种锂离子电池负极活性材料，具有负极活性物质，所述负极活性物质为石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等未经过石墨化处理的软碳材料的一种。

所述石油焦为海绵状焦。

所述针状焦为油系针尖焦。

所述碳纤维为沥青基和黏胶基碳纤维中的一种。

(实施例2)

见图1：一种高功率型锂离子电池，具有外壳1、正极耳2和负极耳3，所述外壳1的内部设有正极集流体4、负极集流体5、正极6、隔膜7、电解液8、负极9，所述负极9具有实施例1所述的锂离子电池负极活性材料。

所述锂离子电池负极活性材料在所述负极9中的重量比例为85％～95％，剩余的5％～15％为常规的粘结剂和导电剂，在此不多进行叙述，应不影响本领域技术人员的理解。

所述正极6中的活性材料为磷酸铁锂。

所述负极9的容量为正极6的容量的0.9～1.8倍。

所述负极9的面密度为50～156g/m²。

所述外壳1为软包装铝塑复合膜。

按实施例2制作的高功率型锂离子电池成品进行倍率放电及-20℃低温放电性能测试，倍率性能：8c/0.5c为97.5％；低温放电性能：-20℃/25℃为73.2％，结果如下图2、图3所示。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种锂离子电池负极活性材料，其特征在于：具有负极活性物质，所述负极活性物质为石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等未经过石墨化处理的软碳材料的一种。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极活性材料，其特征在于：所述石油焦为海绵状焦。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极活性材料，其特征在于：所述针状焦为油系针尖焦。

4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极活性材料，其特征在于：所述碳纤维为沥青基和黏胶基碳纤维中的一种。

5.一种高功率型锂离子电池，具有外壳(1)、正极耳(2)和负极耳(3)，其特征在于：所述外壳(1)的内部设有正极集流体(4)、负极集流体(5)、正极(6)、隔膜(7)、电解液(8)、负极(9)，所述负极(9)具有权利要求1至4任一项所述的锂离子电池负极活性材料。

6.根据权利要求5所述的一种高功率型锂离子电池，其特征在于：所述锂离子电池负极活性材料在所述负极(9)中的重量比例为85％～95％。

7.根据权利要求5所述的一种高功率型锂离子电池，其特征在于：所述正极(6)中的活性材料为磷酸铁锂。

8.根据权利要求5所述的一种高功率型锂离子电池，其特征在于：所述负极(9)的容量为正极(6)的容量的0.9～1.8倍。

9.根据权利要求5所述的一种高功率型锂离子电池，其特征在于：所述负极(9)的面密度为50～156g/m²。

10.根据权利要求5所述的一种高功率型锂离子电池，其特征在于：所述外壳(1)为软包装铝塑复合膜。

技术总结
本发明涉及一种锂离子电池负极活性材料和高功率型锂离子电池，锂离子电池负极活性材料具有负极活性物质，负极活性物质为石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等未经过石墨化处理的软碳材料的一种。高功率型锂离子电池应用锂离子电池负极活性材料。本发明负极活性物质采用石油焦、针状焦、碳纤维、碳微球等未经过石墨化处理软碳材料的一种，可以有效降低锂离子电池成本。通过优化负极活性材料在锂离子电池中的用量，使电池的功率性能、低温性能等达到最优。

技术研发人员：程传捷;孙全;肖莹;司晓影;程亮;韩云峰
受保护的技术使用者：双登集团股份有限公司
技术研发日：2020.03.05
技术公布日：2020.08.18