一种快速充电锂电池的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于锂电池技术领域，尤其涉及一种快速充电锂电池。
【背景技术】
[0002]锂离子电池作为新一代高能电池产品，具有高能量密度、低记忆效应、循环寿命长等优点，已广泛应用于移动通信设备、手机、平板电脑、仪表电器、汽车等众多领域。传统的锂离子电池正极材料采用锂复合氧化物，比如钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂等，负极则采用碳或石墨。传统的锂离子电池充电时间长，需要耗费大量时间等待手机充满，给须尽快给设备充满电的人带来很多不便。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种快速充电锂电池。
[0004]本发明所采取的技术方案是:
一种快速充电锂电池，包括正极片、负极片、隔膜、有机电解液和外壳，所述负极片上布设有径向贯穿的有脱/嵌锂能力的材料制成的纳米管。
[0005]优选地，所述纳米管为二氧化钛纳米管或碳纳米管。
[0006]进一步优选地，所述碳纳米管的制备方法包括以下步骤:
51:对铝片进行两步阳极氧化制备氧化铝模板；
52:将SI所得模板置于密闭反应器中，通入碳源气，于3X104~5X104Pa的气压下，600-1000°C温度下，制备得到碳纳米管阵列。
[0007]作为上述方案的进一步改进，所述负极片的制备方法，包括以下步骤:将所述碳纳米管阵列辊压，裁切成均匀的负极片。
[0008]进一步优选地，所述二氧化钛纳米管是纯钛在电解液体系中经阳极氧化制备得到的。
[0009]作为上述方案的进一步改进，所述负极片的制备方法，包括以下步骤:
51:负极配料:将溶剂、粘结剂和所述二氧化钛纳米管真空混合，得到负极溶浆；
52:负极拉浆:将SI所得负极溶浆蒸发部分溶剂得到负极溶胶，将负极溶胶均匀涂覆在电解铜箔表面，得到负极浆片；
53:负极裁片:将S2所得负极浆片烘干，辊压，裁切成均匀的软负极片。
[0010]优选地，所述纳米管内径为l-50nm。
[0011]优选地，所述纳米管管长为50-300mm。
[0012]优选地，所述有机电解液包括有机溶剂、锂盐、纳米二氧化硅和锡激活剂，所述锡激活剂为金属离子、卤素离子、谷胱甘肽、EDTA有机分子、对酶原激活的生物大分子中的至少一种。
[0013]优选地，所述外壳由纳米胶体材料制成。
[0014]本发明的有益效果是:针对目前锂离子电池充电速度慢的问题，本发明提供了一种快速充电锂电池，包括正极片、负极片、隔膜、有机电解液和外壳，所述负极片上布设有径向贯穿的有脱/嵌锂能力的材料制成的纳米管。充入电解液后，纳米管中心的纳米孔可以存储电解液，在纳米管电极之间运送电荷，每个独立的纳米管都将成为一个电池，并联起来共同供电，能够实现锂电池的快速充电，10-15分钟即可完成充满电池。
【附图说明】
[0015]图1为负极片结构简图。
[0016]图2为纳米管显微镜图。
[0017]图3为实施例1所得的碳纳米管阵列电镜图。
[0018]图4为实施例2所得的二氧化钛纳米管膜电镜图。
【具体实施方式】
[0019]以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
[0020]参照图1，本发明提供了一种快速充电锂电池，包括正极片、负极片、隔膜、有机电解液和外壳，所述负极片上布设有径向贯穿的有脱/嵌锂能力的材料制成的纳米管I。所述纳米管I为二氧化钛纳米管或碳纳米管。所述纳米管I中心具有一个纳米孔2，所述纳米管I内径为l_50nm，即纳米孔2直径为l_50nm。所述纳米管I管长为50-300mm。锂电池负极由多个纳米管I并联组成，每个纳米管I就相当于一个锂电池负极，所述纳米管I中空形成纳米孔2，所述纳米孔2内可以填充电解液，在纳米管I电极之间运送电荷，所述纳米管I在负极片上径向排列。所述有机电解液包括有机溶剂、锂盐、纳米二氧化硅和锡激活剂，所述锡激活剂为金属离子、卤素离子、谷胱甘肽、EDTA有机分子、对酶原激活的生物大分子中的至少一种，所述有机电解液可以在纳米管电极之间运送电荷。所述外壳由纳米胶体材料制成，如纳米娃胶体材料。
[0021]参照图2，图2为纳米管I在显微镜下的照片，可以看到形成的纳米管I成矩阵形排列。
[0022]所述纳米管I为二氧化钛纳米管或碳纳米管。所述碳纳米管的制备方法包括以下步骤:S1:对铝片进行两次阳极氧化得到氧化铝模板；S2:将SI所得模板置于密闭反应器中，通入碳源气，于3X 104~5X 14Pa的气压下，600-1000°C温度下，制备得到碳纳米管阵列。优选地，所述碳纳米管的制备方法包括以下步骤:S1:取铝片，去除其表面油脂污垢，400-600°C氮气保护下退火4-6h，洗涤，电抛光5-15min，在电解液中，在10-160V氧化电压下，对铝片进行一次氧化，去除表面氧化层，在与一次氧化相同条件下进行二次氧化，从铝片上剥离氧化铝膜并去除阻挡层；S2:将SI所得模板置于密闭反应器中，通入乙炔或乙稀，于3X 104~5X 14Pa的气压下，600-1000°C温度下，催化生长2_6h，制备得到碳纳米管阵列。进一步优选地，所述Si中所述电解液可为草酸电解液，在草酸电解液中氧化电压为20-60V ;所述电解液可为硫酸电解液，在硫酸电解液中氧化电压为10-30V ;所述电解液可为磷酸电解液，在磷酸电解液中氧化电压为60-160V。进一步地，所述负极片的制备方法，包括以下步骤:将所述碳纳米管阵列辊压，裁切成均匀的负极片。
[0023]所述二氧化钛纳米管是纯钛在电解液体系中经阳极氧化制备得到的。优选地，所述二氧化钛纳米管的制备方法具体步骤为:取钛箔板作为阳极，铂电极或石墨电极做阴极，在含氟离子的溶液中，在两极施加10-22V电压，氧化10-30min，制备得到二氧化钛纳米管膜。进一步优选地，所述含氟离子的溶液中含有HF、NH4F、NaF、KF中至少一种，还可含有HCl、H2SO4, H3PO4, (NH4)2SO4, (ΝΗ4)Η2Ρ04ψ的至少一种。进一步地，所述负极片的制备方法，包括以下步骤:S1:负极配料:将溶剂、粘结剂和所述二氧化钛纳米管膜真空混合，得到负极溶浆；S2:负极拉浆:将SI所得负极溶浆蒸发部分溶剂