本发明涉及锂离子二次电池和智能家居技术领域，尤其涉及一种提高电池容量，延长工作时间和存放时间的用于电动牙刷或电动剃须刀的锂离子二次电池负极的制备方法。
背景技术：
目前，随着人们对生活品质追求的提高，越来越多的电动智能产品走进了人们的家庭生活，例如，电动牙刷，电动剃须刀，这些电动智能产品的发展给人们的生活带来了很大的便利，这种电动智能产品的特点是在使用时以可充电锂电池供电，当电量低时，对可充电锂电池进行充电，如果需要出差，常常需要携带电动牙刷，电动剃须刀，为了正常使用，通常需要配套携带充电基座，这就会带来不便，如果能够提高电池容量，延长电池的工作时间和存放时间，在短期出差时，就可以不用携带充电基座，为生活带来很大的便利。
钛酸锂li4ti5o12是一种常用于锂离子二次电池的负极活性物质，其循环性能优异，但是，由于该负极几乎难以在其表面形成sei膜，使得非水电解液直接与该负极活性物质接触，引起容量损失。
技术实现要素：
为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种提高电池容量，延长工作时间和存放时间的用于电动牙刷或电动剃须刀的锂离子二次电池负极的制备方法。
具体的方案如下：
一种电动牙刷或电动剃须刀用锂离子二次电池负极的制备方法，
步骤1，制备负极活性物质
将粒度为100-300nm的钛酸锂li4ti5o12颗粒放入到真空度为0.1-1pa的气相沉积炉的石英管中，以一定的升温速度升温到1050℃-1200℃，将有机气体，氨气和以惰性气体为载气的乙硼烷预热后以一定比例通入到气相沉积炉中，反应完成后，在有机气体流中随炉冷却至室温，制备得到硼、氮掺杂的石墨烯不连续沉积在钛酸锂li4ti5o12颗粒表面上的负极活性物质，
步骤2，包覆
使用熔态旋淬法制备ni基非晶合金niatibzrc，a:b:c=50-70:20-30:10-20,按摩尔比取金属单质，并在真空电弧炉中进行冶炼，得到母合金，将母合金破碎后放入底部带有孔洞的石英管中，石英管放入真空熔态旋淬设备的感应线圈中，在所述线圈中通入电流，通过感应加热的方式使得母合金融化，当母合金完全融化为液态时，从石英管的上部喷入一定压力的气体，使得液态母合金从石英管底部的孔洞喷射到位于其下部高速旋转的铜轮上，快速降温，得到非晶合金的条带，将非晶合金条带在球磨罐通过球磨的方式进行破碎，粒度小于30nm，破碎后的非晶合金与粘结剂一起加入到有机溶剂中，制备得到悬浮液，在所述悬浮液中加入负极活性物质，快速搅拌，加热到80-100℃使溶剂蒸发，得到ni基非晶合金包覆的负极活性物质，
步骤3，制备负极极片
将步骤2得到的包覆后的负极活性物质与聚偏氟乙烯，导电碳黑以75-84:10-18:6-11的比例混合后加入到聚乙烯吡咯烷酮溶剂中，涂覆到负极集流体铜箔上，干燥后制备得到负极极片，
步骤4，激活
将制备得到的负极极片，与隔膜和正极极片层叠后，放入壳体，加入电解液，以120-150ma的充电电流恒流充电3-8小时，使得负极活性物质中的钛酸锂li4ti5o12变为li4+xti5o12，1.3≦x≦1.5，得到最终的负极极片。
步骤1中的升温速度为10-20℃/min，步骤1中的有机气体为甲烷，乙烷，丙烷，丁烷，乙烯，丙烯，丁烯，环丙烷，步骤1中的惰性气体为ar，he或其混合气体，步骤1中有机气体，氨气和以惰性气体为载气的乙硼烷的比例根据c：n：b的摩尔比为3-5:1-2:1-2确定得到，所述步骤1中得到的负极活性物质中硼、氮掺杂的石墨烯与钛酸锂li4ti5o12的质量为1-1.5:3-4，以确保硼、氮掺杂的石墨烯不连续沉积在钛酸锂li4ti5o12颗粒表面上。
所述步骤1中石墨烯的层数，与有机气体，氨气和以惰性气体为载气的乙硼烷预热后流通到气相沉积炉中的流速相关，当流速为30-50ml/min时，得到单层石墨烯，当流速为＞50-≦100ml/min时,得到少层即2-4层石墨烯。
步骤2中的球磨为湿法球磨，以乙二醇为分散介质，锆球为球磨介质，球磨转速为100-150r/min，球磨时间为2-4小时，然后用乙醇清洗，干燥。
步骤2中的一定压力为0.01-0.04mpa，步骤2中高速旋转的铜轮的转速为60-80m/s，步骤2中的搅拌为磁力搅拌，所述步骤2中的有机溶剂为乙醇或丙酮，步骤2中的粘结剂为聚偏氟乙烯，步骤2中非晶合金与负极活性物质的质量比为1.5-2:3-8。
步骤3中得到的负极极片的压实密度为1.5-1.8g/cm3。
在经过所述步骤4激活后，可以将负极极片在非活性氛围中从壳体中分解出来。
本发明提供了一种用于电动牙刷或电动剃须刀的锂离子二次电池负极的制备方法，具有如下有益效果：
（1）通过将硼、氮掺杂的石墨烯不连续沉积在钛酸锂上作为负极活性物质，可以克服钛酸锂作为负极活性物质时几乎完全不能生成sei膜的缺陷，由于硼、氮掺杂的石墨烯在石墨烯表面引入了缺陷，使得碳排列的混乱度增加，更容易在非连续沉积的硼、氮掺杂的石墨烯表面生成sei膜。
（2）在负极活性物质表面包覆非晶ni基合金，ni基非晶合金具有优异的耐腐蚀性能，抑制电解液在活性物质表面的分解。
（3）同时激活负极活性物质钛酸锂，使得放电过程中负极活性物质中的li+充分进入电解液，减少li+留在负极活性物质中引起的容量损失。
上述三方面相互作用，提高了锂离子电池的容量，延长了工作时间和存放时间，当其应用于电动牙刷或电动剃须刀时，以0.1c放电3分钟，储存12h进行30个循环后，容量下降小于10%，当其用于在短期出差的情形下，只要携带充满电的电池，即可不用携带充电插座，带来便利。
具体实施方式
本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
实施例1
一种电动牙刷或电动剃须刀用锂离子二次电池负极的制备方法，
步骤1，制备负极活性物质
将粒度为100nm的钛酸锂li4ti5o12颗粒放入到真空度为0.5pa的气相沉积炉的石英管中，以10℃/min升温速度升温到1050℃，将甲烷，氨气和以ar气为载气的乙硼烷预热后以c：n：b的摩尔比为3:1:1的比例以40ml/min的流速通入到气相沉积炉中，反应完成后，在甲烷气体流中随炉冷却至室温，制备得到单层硼、氮掺杂的石墨烯不连续沉积在钛酸锂li4ti5o12颗粒表面上的负极活性物质，硼、氮掺杂的石墨烯与钛酸锂li4ti5o12的质量为1:3，
步骤2，包覆
使用熔态旋淬法制备ni基非晶合金niatibzrc，a:b:c=50:30:20,按摩尔比取金属单质，并在真空电弧炉中进行冶炼，得到母合金，将母合金破碎后放入底部带有孔洞的石英管中，石英管放入真空熔态旋淬设备的感应线圈中，在所述线圈中通入电流，通过感应加热的方式使得母合金融化，当母合金完全融化为液态时，从石英管的上部喷入0.01mpa的气体，使得液态母合金从石英管底部的孔洞喷射到位于其下部以60m/s的转速旋转的铜轮上，快速降温，得到非晶合金的条带，将非晶合金条带在球磨罐通过球磨的方式进行破碎，以乙二醇为分散介质，锆球为球磨介质，球磨转速为130r/min，球磨时间为3小时，然后用乙醇清洗，干燥，得到粒度小于30nm的非晶颗粒，破碎后的非晶合金与聚偏氟乙烯一起加入到乙醇中，制备得到悬浮液，在所述悬浮液中加入负极活性物质，快速搅拌，加热到80℃使溶剂蒸发，得到ni基非晶合金包覆的负极活性物质，非晶合金与负极活性物质的质量比为1.5:3.5。
步骤3，制备负极极片
将步骤2得到的包覆后的负极活性物质与聚偏氟乙烯，导电碳黑以80:12:8的比例混合后加入到聚乙烯吡咯烷酮溶剂中，涂覆到负极集流体铜箔上，干燥后制备得到负极极片，负极极片的压实密度为1.7/cm3，
步骤4，激活
将制备得到的负极极片，与隔膜和正极极片层叠后，放入壳体，加入电解液，以130ma的充电电流恒流充电5小时，使得负极活性物质中的钛酸锂li4ti5o12变为li5.3ti5o12，得到最终的负极极片。
实施例2
一种电动牙刷或电动剃须刀用锂离子二次电池负极的制备方法，
步骤1，制备负极活性物质
将粒度为200nm的钛酸锂li4ti5o12颗粒放入到真空度为0.5pa的气相沉积炉的石英管中，以15℃/min升温速度升温到1100℃，将环丙烷，氨气和以ar气为载气的乙硼烷预热后以c：n：b的摩尔比为4:1:1的比例以60ml/min的流速通入到气相沉积炉中，反应完成后，在环丙烷气体流中随炉冷却至室温，制备得到少层硼、氮掺杂的石墨烯不连续沉积在钛酸锂li4ti5o12颗粒表面上的负极活性物质，硼、氮掺杂的石墨烯与钛酸锂li4ti5o12的质量为1.3:4，
步骤2，包覆
使用熔态旋淬法制备ni基非晶合金niatibzrc，a:b:c=70:20:10,按摩尔比取金属单质，并在真空电弧炉中进行冶炼，得到母合金，将母合金破碎后放入底部带有孔洞的石英管中，石英管放入真空熔态旋淬设备的感应线圈中，在所述线圈中通入电流，通过感应加热的方式使得母合金融化，当母合金完全融化为液态时，从石英管的上部喷入0.01mpa的气体，使得液态母合金从石英管底部的孔洞喷射到位于其下部以60m/s的转速旋转的铜轮上，快速降温，得到非晶合金的条带，将非晶合金条带在球磨罐通过球磨的方式进行破碎，以乙二醇为分散介质，锆球为球磨介质，球磨转速为130r/min，球磨时间为3小时，然后用乙醇清洗，干燥，得到粒度小于30nm的非晶颗粒，破碎后的非晶合金与聚偏氟乙烯一起加入到乙醇中，制备得到悬浮液，在所述悬浮液中加入负极活性物质，快速搅拌，加热到80℃使溶剂蒸发，得到ni基非晶合金包覆的负极活性物质，非晶合金与负极活性物质的质量比为2:5。
步骤3，制备负极极片
将步骤2得到的包覆后的负极活性物质与聚偏氟乙烯，导电碳黑以80:12:8的比例混合后加入到聚乙烯吡咯烷酮溶剂中，涂覆到负极集流体铜箔上，干燥后制备得到负极极片，负极极片的压实密度为1.7/cm3
步骤4，激活
将制备得到的负极极片，与隔膜和正极极片层叠后，放入壳体，加入电解液，以140ma的充电电流恒流充电6小时，使得负极活性物质中的钛酸锂li4ti5o12变为li5.35ti5o12，得到最终的负极极片。
实施例3
一种电动牙刷或电动剃须刀用锂离子二次电池负极的制备方法，
步骤1，制备负极活性物质
将粒度为300nm的钛酸锂li4ti5o12颗粒放入到真空度为0.5pa的气相沉积炉的石英管中，以20℃/min升温速度升温到1200℃，将乙烯，氨气和以ar气为载气的乙硼烷预热后以c：n：b的摩尔比为5:2:2的比例以80ml/min的流速通入到气相沉积炉中，反应完成后，在乙烯气体流中随炉冷却至室温，制备得到少层硼、氮掺杂的石墨烯不连续沉积在钛酸锂li4ti5o12颗粒表面上的负极活性物质，硼、氮掺杂的石墨烯与钛酸锂li4ti5o12的质量为1.2:3，
步骤2，包覆
使用熔态旋淬法制备ni基非晶合金niatibzrc，a:b:c=60:20:20,按摩尔比取金属单质，并在真空电弧炉中进行冶炼，得到母合金，将母合金破碎后放入底部带有孔洞的石英管中，石英管放入真空熔态旋淬设备的感应线圈中，在所述线圈中通入电流，通过感应加热的方式使得母合金融化，当母合金完全融化为液态时，从石英管的上部喷入0.01mpa的气体，使得液态母合金从石英管底部的孔洞喷射到位于其下部以60m/s的转速旋转的铜轮上，快速降温，得到非晶合金的条带，将非晶合金条带在球磨罐通过球磨的方式进行破碎，以乙二醇为分散介质，锆球为球磨介质，球磨转速为130r/min，球磨时间为3小时，然后用乙醇清洗，干燥，得到粒度小于30nm的非晶颗粒，破碎后的非晶合金与聚偏氟乙烯一起加入到乙醇中，制备得到悬浮液，在所述悬浮液中加入负极活性物质，快速搅拌，加热到80℃使溶剂蒸发，得到ni基非晶合金包覆的负极活性物质，非晶合金与负极活性物质的质量比为2:7。
步骤3，制备负极极片
将步骤2得到的包覆后的负极活性物质与聚偏氟乙烯，导电碳黑以80:12:8的比例混合后加入到聚乙烯吡咯烷酮溶剂中，涂覆到负极集流体铜箔上，干燥后制备得到负极极片，负极极片的压实密度为1.7/cm3
步骤4，激活
将制备得到的负极极片，与隔膜和正极极片层叠后，放入壳体，加入电解液，以150ma的充电电流恒流充电8小时，使得负极活性物质中的钛酸锂li4ti5o12变为li5.5ti5o12，得到最终的负极极片。
将本申请得到的负极极片组装成电池，以0.1c放电3分钟，储存12h进行30个循环后，容量下降均小于10%。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。