具体实施方式】七:本实施方式与【具体实施方式】一至六之一不同的是:所述活性物质为Li4Ti5O1JPLiFePOp其它与【具体实施方式】一至六之一相同。
[0030]为验证本发明的有益效果，进行以下实验:
[0031]首先以涂覆在柔性石墨纸上的LiFePOjP Li 4115012分别构成锂离子电池的正极和负极，组装CR2032半电池进行充放电测试；然后将分别涂覆在柔性石墨纸上的Li4Ti5O1^LiFePO4分别作为负极和正极，组装成5A/h的软包电池进行充放电测试。实验所用柔性石墨纸为天然石墨制备的柔性石墨纸。
[0032]实施例1:
[0033]本实施例将LiFePO4分别涂覆在Al箔和厚度为0.03mm的柔性石墨纸上，具体方法为:将活性物质LiFePO4、乙炔黑和聚偏氟乙烯PVDF按质量比8:1:1通过磁力搅拌混合均匀，制成膏体状。将搅拌均匀的膏状体用涂布器涂覆在Al箔和石墨纸上，涂覆的膏状体厚度为15 y m，真空干燥，干燥的温度为100°C，干燥时间为18h，干燥后取出在7MPa下压制40s，从而得到Al箔和石墨纸的两种正极片。
[0034](I)所得到的正极片组装CR2032型半电池进行循环伏安测试。扫描速度为
0.5mV.s—1，扫描电压范围为2.5?4.2V，测试结果如图1所示，图1中a为LEP-石墨纸，b为LEP-铝箔。以Al箔作集流体制备电极的CV曲线分别在3.65V和3.23V附近出现氧化还原峰，电位差为0.42V，峰值电流为5.15mA ;以柔性石墨纸作为集流体时氧化还原峰分别出现在3.55V和3.32V，电位差为0.23V，峰值电流为5.45mA。可见以石墨纸为集流体的电极，其电化学极化比Al箔集流体小，利于电池性能的提高。
[0035](2)所得到的正极片组装CR2032半电池进行恒流充放电测试，结果如图2所示，图2中〇为LEP-石墨纸，?为LEP-铝箔，以Al箔作集流体制备电极在0.5C、1C、5C、10C、20C.0.5C 放电时比容量分别为 123.4,113.9,86.9,69.9,50.5,127.1mAh.g—1;以柔性石墨纸作集流体制备电极在相应倍率下的放电比容量分别为125.6、118.9,91.9,75.7,63.8、126.9mAh.g_\可见以石墨纸为集流体的电极的放电比容量略高于Al箔集流体。
[0036](3)所得到的正极片组装CR2032半电池进行交流阻抗测试。测试电压为开路电压，工作频率范围为1mHz?100kHz，扰动为5mV。测试结果如图3所示，以Al箔作集流体制备电极测得的电荷传递电阻大约为42Ω ;以柔性石墨纸箔作集流体制备电极测得的电荷传递电阻大约25 Ω，可见石墨纸集流体的电阻更低。
[0037]实施例2:
[0038]本实施例将Li4Ti5O12分别涂覆在Al箔和柔性厚度为0.03mm的石墨纸上，具体方法为:将活性物质Li4Ti5012、乙炔黑和聚偏氟乙烯PVDF按质量比8:1:1通过磁力搅拌混合均匀，制成膏体状。将搅拌均匀的膏状体用涂布器涂覆在Al箔和石墨纸上，涂覆的膏状体厚度为15 y m，真空干燥，干燥的温度为100°C，干燥时间为18h，干燥后取出在7MPa下压制40s，从而得到Al箔和石墨纸的两种负极片。
[0039](I)所得到的负极片组装CR2032半电池进行循环伏安测试。扫描速度为
0.5mV.s-1，扫描电压范围为1.0?2.5V，测试结果如图4所示，图4中a为LEP-石墨纸，b为LEP-铝箔。以Al箔作集流体制备电极的CV曲线分别在1.75V和1.42V附近出现氧化还原峰，电位差为0.33V，峰值电流为5.5mA ;以柔性石墨纸作为集流体时氧化还原峰分别出现在1.68V和1.48V附近，电位差为0.2V，峰值电流为8.49mA，可见以石墨纸为集流体的负极的电化学极化比Al箔集流体小。
[0040](2)所得到的负极片组装CR2032半电池进行进行恒流充放电测试，结果如图5所示，图5中〇为LEP-石墨纸，?为LEP-铝箔。以Al箔作集流体制备电极在0.5C、1C、5C、10C、20C、0.5C 放电时比容量分别为 160.9,146.8,97.6,73.9,53.2,155.9mAh.g'在较大倍率时衰减较严重；以柔性石墨纸作集流体制备电极在相应倍率下的放电比容量分别为162.8,153.9,109.2,84.9,67.8,161.8mAh.g' 可见以石墨纸为集流体时，Li4Ti5O12负极的放电比容量高于Al集流体。
[0041]实施例3:
[0042]将球形石墨负极材料分别涂覆在铜箔和石墨纸上，所得到的负极片组装CR2032半电池在0.5C进行恒流充放电测试，如图6所示，图6中〇为石墨-石墨纸，?为石墨-铝箔。可见以石墨纸为集流体的石墨负极的循环稳定性略优于Al集流体。
[0043]通过上述实例的半电池测试说明，以柔性石墨纸为集流体的锂离子电池的正极和负极的电化学性能均优于或相当于Al和Cu箔集流体，证明柔性石墨纸完全可以替代铝箔和铜箔。
[0044]实施例4:
[0045]为了说明柔性石墨纸集流体的散热作用，分别以柔性石墨纸作为正负极集流体和以铝铜箔作为正负极集流体制备了 1Ah的LiFePCVLi4Ti5O12软包电池，比较了其散热性能。如图7和图8所示，图7中正极为Al集流体，负极为Cu集流体，图8中正负极均为柔性石墨纸集流体，在23°C的环境温度下，在5C下循环10次后，两个电池温度分布出现明显差异，以柔性石墨纸作为正负极集流的电池温度分布均与，温差不超过9°C。而以铝箔作为正负极集流体的电池温差高达20°C。因此，以柔性石墨纸作为集流体的软包电池温度分布均匀，不会出现局部过热现象。对于钛酸锂电池来说，这点尤为重要，柔性石墨的高导热性使得电池内部温度分布均匀，无局部过热，这将大大减少钛酸锂电池局部高温引起的气胀及高温性能下降问题。
【主权项】
1.一种提高锂离子电池极片均匀散热性能的方法，其特征在于该方法具体是在锂离子电池中使用柔性石墨纸替代铝箔和铜箔，作为负载电极材料活性物质的集流体。2.根据权利要求1所述的一种提高锂离子电池极片均匀散热性能的方法，其特征在于所述柔性石墨纸的厚度为0.0l?1.0mm。3.根据权利要求1所述的一种提高锂离子电池极片均匀散热性能的方法，其特征在于所述柔性石墨纸的厚度为0.015?0.025mm。4.根据权利要求1所述的一种提高锂离子电池极片均匀散热性能的方法，其特征在于所述柔性石墨纸的厚度为0.025?0.07mm。5.根据权利要求1或2所述的一种提高锂离子电池极片均匀散热性能的方法，其特征在于所述柔性石墨纸为天然石墨制备的柔性石墨纸、人工合成石墨制备的柔性石墨纸、石墨与合成纤维织物复合构成的柔性复合石墨纸、石墨烯与合成纤维织物构成的柔性复合石墨纸，所述合成纤维织物为聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯晴、聚酰胺或聚酯。6.根据权利要求5所述的一种提高锂离子电池极片均匀散热性能的方法，其特征在于所述活性物质为锂离子电池所用的正极材料和负极材料。
【专利摘要】一种提高锂离子电池极片均匀散热性能的方法，涉及一种电池极片均匀散热性能的方法。本发明是要解决目前锂离子电池采用传统金属集流体的平面导热性能不佳，导致充放电过程中电极出现局部过热致使电池胀气和寿命下降的问题。该方法具体是在锂离子电池中使用柔性石墨纸替代铝箔和铜箔，作为负载电极材料活性物质的集流体。利用超薄柔性石墨纸高的导热性能，使电极片在充放电时热点处的热量迅速均匀的分散开，从而消除热点，到达电芯温度均匀分布的目的，避免电芯局部过热导致电解液分解、电池寿命缩短和损坏。利用柔性石墨纸的电化学惰性以及与过充过放时与锂离子和电解液不发生反应，延长电池的使用寿命，并提高电池的安全性。用于锂离子电池领域。
【IPC分类】H01M4/66, H01M10/613, H01M10/653, H01M10/654, H01M10/0525
【公开号】CN104882631
【申请号】CN201510223913
【发明人】曹殿学, 邢涛
【申请人】哈尔滨天宝石墨科技发展有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月5日