] 将铁酸裡复合材料：科琴黑：PVDF按照80:10:10的质量比称量。将粘结剂PVDF 与NMP混合，揽拌均匀；再将导电剂科琴黑缓缓加入到PVDF的混合溶液中，球磨120min，加 入活性物质铁酸裡复合材料，继续球磨240min，使其形成均匀分散的负极浆料。待浆料分散 均匀后，将浆料均匀涂覆在侣锥上，并烘干，再将极片保持在一定溫度下压实，最后将极片 统成直径为14mm的圆片，称量、计算并记录活性物质的质量，最后将极片真空干燥后放入 惰性气体保护的手套箱中待用。
[003U 在有惰性气体保护并且水份含量低于Ippm的手套箱中组装负极半电池，电池采 用扣式2025电池体，电解液采用0.1 MLiTFSI+lM LiPFe/EC+DMC+EMC(l: 1: 1，Wt)。将负极壳 摆放于操作台上，取直径为15. 8mm的金属裡片平放于负极壳体中，用移液枪吸取电解液滴 在金属裡片表面上1滴，再将直径为16mm的单层或多层聚締控隔膜平铺于金属裡片之上， 再在单层或多层聚締控隔膜上滴2滴电解液，并将已知活性物质质量的极片平铺于其上， 有活性物质的一面与金属裡片相对，最后将正极壳体扣于负极壳体之上，放入磨具中压合 封口，负极半电池制作完毕。 阳0巧 实施例2
[0033] 将5份的LizCOs分散于500份的去离子水中，并加磁力揽拌，转速设定为30化pm， 在油浴中加热至60°C后加入95份LiJisO。，加冷凝回流，并将油浴溫度升至l〇〇°C，保溫比 后继续升溫至130°C，继续揽拌化，冷却、过滤、干燥出去多余水分后，置于马弗炉中800°C 般烧化，得到产物。热处理过程失重小于1 %。
[0034] 电池制作及测试同实施例1。 阳0对 实施例3
[0036] 将0. 1份的Al2〇3和0. 4份LiF分散于300份的去离子水/乙醇混合物中（2:1， Wt)，并加磁力揽拌，转速设定为30化pm，在油浴中加热至60°C后加入99. 5份LiJi5〇i2,加 冷凝回流，并将油浴溫度升至l〇〇°C，保溫化后继续升溫至130°C，继续揽拌化，冷却、过滤、 干燥出去多余水分后，置于马弗炉中500°C般烧化，得到产物。热处理过程几乎没有失重。
[0037] 电池制作及测试方法同实施例1。 阳0測 实施例4
[0039] 将1份的LizCOs和0. 5份ZrO2分散于200份的去离子水中，并加磁力揽拌，转速 设定为30化pm，在油浴中加热至60°C后加入98. 5份LiJisO。，加冷凝回流，并将油浴溫度 升至l〇〇°C，保溫比后继续升溫至130°C，继续揽拌化，冷却、过滤、干燥出去多余水分后，置 于马弗炉中l〇〇〇°C般烧化，得到产物。热处理过程失重< 1%。
[0040] 电池制作及测试方法同实施例1。 阳OW 实施例5
[0042] 将0. 1份的LizCOs和0. 2份的LiF分散于300份的去离子水中，并加磁力揽拌，转 速设定为30化pm，在油浴中加热至60°C后加入99份LiJisO。，加冷凝回流，并将油浴溫度 升至l〇〇°C，保溫比后继续升溫至130°C，继续揽拌化，冷却、过滤、干燥出去多余水分后，置 于马弗炉中800°C般烧化，得到产物。热处理过程几乎没有失重。
[0043] 电池制作及测试方法同实施例1。
[0044] 对比例： W45] 将未经包覆的铁酸裡：科琴黑：PVDF按照80:10:10的质量比称量。将粘结剂PVDF 与NMP混合，揽拌均匀；再将导电剂科琴黑缓缓加入到PVDF的混合溶液中，球磨120min，加 入活性物质铁酸裡，继续球磨240min，使其形成均匀分散的负极浆料。待浆料分散均匀后， 将浆料均匀涂覆在侣锥上，并烘干，再将极片保持在一定溫度下压实，最后将极片统成直径 为14mm的圆片，称量、计算并记录活性物质的质量，最后将极片真空干燥后放入惰性气体 保护的手套箱中待用。
[0046] 电池组装过程同实施例1。
[0047] 按照上述实施例制备的电池测试数据如下：
[0048] 500周循环后负极半电池室溫循环数据
[0050] 200周循环后负极半电池高溫（60°C )循环数据
[0051]
[0052] W下是设计容量为42mAh的LiCo〇2/LiJi5〇i2软包电池化成后室溫IC充放电的测 试数据。
[0055] W下是设计容量为42mAh的LiCo〇2/LiJi5〇i2软包电池化成后60°C下IC充放电的 测试数据。
【主权项】
1. 一种改善钛酸锂电池高温循环性能的包覆改性方法及其锂离子电池，其特征在于， 包覆过程包括液相包覆和高温热处理两个步骤，且包覆材料为难溶于有机电解液的无机盐 类。2. 根据权利要求1所述的钛酸锂，其特征在于，所述的钛酸锂为纯钛酸锂或体相掺杂 的钛酸锂。3. 根据权利要求2所述的体相掺杂钛酸锂，其特征在于，掺杂元素为钇或锆。4. 根据权利要求1所述的无机盐包覆层，其特征在于，包覆量为0. 1 %~8%，进一步 的，可优化为0. 1~5%。5. 根据权利要求1所述的无机盐，其特征在于该无机盐为氧化铝、氧化锆、碳酸锂、氟 化锂中的一种或多种的混合物。6. 根据权利要求1所述的包覆方法分为2步，第一步为悬浊液共沸，第二步为热处理。7. 根据权利要求6所述的包覆方法，第一步是将钛酸锂与包覆材料按一定比例并加 入1~5倍质量的水或乙醇中，采用油浴或电热套加热，温度设定至沸点及沸点以上20~ 40°C，伴以快速的搅拌及冷凝回流，使之充分混合；加热2~10小时后冷却，并将产物过滤， 得到白色滤饼。8. 根据权利要求6所述的包覆方法，第二步是将第一步所得到的滤饼在马弗炉中进行 热处理，热处理温度在400~1200摄氏度，保温时间1~5小时。热处理后得到包覆产物。9. 根据权利要求1所述的钛酸锂电池是将权利要求8所述的包覆产物作为负极活性材 料，制备的锂离子电池。
【专利摘要】本发明提供了一种防止尖晶石型钛酸锂基锂离子电池高温胀气的材料包覆改性方法及其锂离子电池。将一定比例的包覆材料(如LiF、Al2O3，ZrO2，Li2CO3等)与纯相或掺杂态Li4Ti5O12充分混合、分散于水、乙醇或其混合液中，并加热至沸点以上，伴以冷凝、回流，充分混合后将悬浊液过滤，再将滤饼在一定的温度下热处理，从而在Li4Ti5O12材料表面均匀包覆3～30nm的可导通锂离子的包覆层，阻止钛酸锂电极和有机电解液的直接接触，从而抑制钛酸锂对电解液的催化分解，减少气体产生。此包覆方法可有效改善钛酸锂电池的高温循环稳定性，减少全电池胀气。
【IPC分类】H01M10/0525, H01M4/62, H01M4/36, H01M4/485
【公开号】CN105336939
【申请号】CN201510642346
【发明人】张兰, 张锁江, 汪志华, 陈仕谋, 蔡迎军
【申请人】中国科学院过程工程研究所
【公开日】2016年2月17日
【申请日】2015年9月30日