一种具备高倍充性能的锂离子电池的制备方法

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种具备高倍充性能的锂离子电池的制备方法。

背景技术

锂离子电池电池作为一种市面上被广泛使用的二次电池，因其自身无毒性、寿命长、耐候性好等特点正在被全球各国政府所重视，同时随着各类资本的加速入场，锂离子电池市场势必会有更加持续的繁荣发展。

然而，作为传统的负极材料-石墨，因其自身结构问题导致电池难以适应大电流充电特性，即倍充性能较差，终端使用时充电耗时较长，严重影响客户体验，如何安全有效的提高锂离子电池充电倍率一直是行业人员努力探索的难题。

在研究中我们发现，MoS

发明内容

本发明目的在于提供一种具备高倍充性能的锂离子电池的制备方法，在原有的石墨电极中掺混少量的全新材料TiO

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具备高倍充性能的锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：

S1.正极片制备：将正极主材、导电剂一、导电剂二和正极粘结剂按质量比 94～96︰1～3︰1～3︰1～3在正极分散剂中搅拌均匀，抽真空除泡、调粘，以 100～200目筛网过筛，将过筛之后的浆料均匀涂布至铝箔的正、反两面上，再经辊压、模切放置烤箱烘烤；

S2.负极片制备：将负极主材、导电剂三、增稠剂和负极粘结剂按质量比 94～96︰1.5～2.5︰1～1.5︰1.5～2.5在负极分散剂中搅拌均匀，抽真空除泡，以 100～200目筛网过筛，将过筛之后的浆料均匀涂布至铜箔的正、反两面上，再经辊压、模切放置烤箱烘烤；

其中，所述负极主材为人造石墨与复合材料TiO

S3.先将烘烤至水分合格的正极片和负极片分别取出，再将正极片、负极片与隔膜通过卷绕或叠片的方式装配成电芯，其中，隔膜置于正极片与负极片的中间，将正极片与负极片完全隔开，然后注入电解液、封口和化成分容，得到具备高倍充性能的锂离子电池。

优选地，所述正极主材包括磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、三元材料、富锂锰基材料中的一种或两种以上的混合物。

优选地，所述导电剂一为导电炭黑，所述导电剂二为石墨烯、碳纳米管，所述正极粘结剂为聚偏二氟乙烯，所述正极分散剂为N-甲基吡咯烷酮。

优选地，所述导电剂三为导电炭黑或石墨烯，所述负极粘结剂为丁苯橡胶，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠，所述负极分散剂为去离子水。

优选地，所述隔膜为湿法或干法制备的聚乙烯或聚丙烯高分子。

优选地，所述电解液由电解质、溶剂和电解液添加剂组成，所述电解质为六氟磷酸锂，所述溶剂由碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯按体积比1︰2或1︰3混合均匀制成，所述电解液添加剂为氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯。

优选地，所述电解液的浓度为0.8～1.1mol/L。

优选地，步骤S1，正极制料工艺如下：

(1)将正极粘结剂在分散剂一中搅拌2～3h直至正极粘结剂完全溶解；

(2)加入导电剂一抽真空搅拌30～40min，再加入导电剂二抽真空搅拌 30～40min；

(3)将正极主材均分两步加入上述混合浆料中，抽真空高速搅拌2～3h，通过加入正极分散剂调节粘度至3500～5000cP，再慢搅抽真空除泡。

优选地，步骤S2，负极制料工艺如下：

(1)将增稠剂分散至分散剂二中，制成固含量为1.67～1.8％的胶液；

(2)将导电剂三加入胶液中，抽真空搅拌30～40min；

(3)将负极主材均分两步加入上述混合浆料中，抽真空高速搅拌2～3h，通过加入负极分散剂调节粘度至2500～3500cP；

(4)加入负极粘结剂，抽真空慢搅30min，再低速抽真空慢搅除泡。

基于一个总的发明构思，本发明的另一个目的在于保护上述制备方法得到的锂离子电池。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果如下：

(1)将TiO

(2)制备的电芯因具备较好的倍充性能，可满足大电流充放电的性能要求，减少终端充电时间，更有利于锂离子电池的推广利用；

(3)因TiO

(4)在负极中掺混一定量的复合材料TiO

附图说明

图1是TiO

图2是TiO

图3是常温下两种不同负极材料的电芯3C充电曲线图；

图4是不同负极材料制成的电芯3C倍充后的极片界面图；

图5是常温下两种不同负极材料的电芯2C充放循环测试曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意地组合形成新的实施例。在本发明中，若非特指，所有的份、百分比均为质量单位，采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如没有特别说明，均为本领域的常规方法。

实施例1

一种具备高倍充性能的锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：

S1.正极片制备：将磷酸铁锂、导电炭黑、石墨烯、碳纳米管和聚偏二氟乙烯按质量比95︰2︰2︰1︰2在N-甲基吡咯烷酮中搅拌均匀，抽真空除泡、调粘，以150目筛网过筛，将过筛之后的浆料均匀涂布至12μm铝箔的正、反两面上，再经辊压(压实密度2.45g/cc)、模切放置烤箱烘烤；

其中，正极制料工艺具体如下：

(1)将聚偏二氟乙烯在N-甲基吡咯烷酮中搅拌2.5h直至聚偏二氟乙烯完全溶解；

(2)加入导电炭黑抽真空搅拌35min，再加入石墨烯、碳纳米管，抽真空搅拌35min；

(3)将磷酸铁锂均分为两步加入上述混合浆料中，抽真空高速搅拌2.5h，通过加入N-甲基吡咯烷酮调节粘度至4500cP，再慢搅抽真空除泡；

S2.负极片制备：人造石墨与复合材料TiO

其中，负极制料工艺具体如下：

(1)将羧甲基纤维素钠分散至去离子水中，制成固含量为1.76％的胶液；

(2)将石墨烯加入胶液中，抽真空搅拌35min；

(3)将人造石墨与复合材料TiO

(4)加入丁苯橡胶乳液，抽真空慢搅30min，再低速抽真空慢搅除泡；

S3.先将烘烤至水分合格的正极片和负极片分别取出，再将正极片、负极片与隔膜通过卷绕的方式装配成电芯，在注入电解液、封口和化成分容，得到具备高倍充性能的锂离子电池；

其中，所述隔膜为干法制备的聚乙烯高分子；

所述电解液由电解质、溶剂和电解液添加剂组成，所述电解质为六氟磷酸锂，所述溶剂由碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯按体积比1︰2混匀制成，所述电解液添加剂包括氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯，所述电解液的浓度为1.05mol/L。

实施例2

一种具备高倍充性能的锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：

S1.正极片制备：将锰酸锂、导电炭黑、石墨烯、碳纳米管和聚偏二氟乙烯按质量比96︰1︰1︰1︰1在N-甲基吡咯烷酮中搅拌均匀，抽真空除泡、调粘，以200目筛网过筛，将过筛之后的浆料均匀涂布至12μm铝箔的正、反两面上，再经辊压(压实密度2.45g/cc)、模切放置烤箱烘烤；

其中，正极制料工艺具体如下：

(1)将聚偏二氟乙烯在N-甲基吡咯烷酮中搅拌3h直至聚偏二氟乙烯完全溶解；

(2)加入导电炭黑抽真空搅拌40min，再加入石墨烯、碳纳米管，抽真空搅拌30min；

(3)将磷酸铁锂均分为两步加入上述混合浆料中，抽真空高速搅拌3h，通过加入N-甲基吡咯烷酮调节粘度至3500cP，再慢搅抽真空除泡；

S2.负极片制备：将人造石墨与复合材料TiO

其中，负极制料工艺具体如下：

(1)将羧甲基纤维素钠分散至去离子水中，制成固含量为1.75％的胶液；

(2)将石墨烯加入胶液中，抽真空搅拌40min；

(3)将人造石墨与复合材料TiO

(4)加入丁苯橡胶乳液，抽真空慢搅30min，再低速抽真空慢搅除泡；

S3.先将烘烤至水分合格的正极片和负极片分别取出，再将正极片、负极片与隔膜通过卷绕的方式装配成电芯，在注入电解液、封口和化成分容，得到具备高倍充性能的锂离子电池；

其中，所述隔膜为湿法制备的聚乙烯高分子；

所述电解液由电解质、溶剂和电解液添加剂组成，所述电解质为六氟磷酸锂，所述溶剂由碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯按体积比1︰2混匀制成，所述电解液添加剂包括氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯，所述电解液的浓度为1.1mol/L。

实施例3

一种具备高倍充性能的锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：

S1.正极片制备：将钴酸锂、导电炭黑、石墨烯、碳纳米管和聚偏二氟乙烯按质量比94︰1︰3︰1︰1在N-甲基吡咯烷酮中搅拌均匀，抽真空除泡、调粘，以100目筛网过筛，将过筛之后的浆料均匀涂布至12μm铝箔的正、反两面上，再经辊压(压实密度2.45g/cc)、模切放置烤箱烘烤；

其中，正极制料工艺具体如下：

(1)将聚偏二氟乙烯在N-甲基吡咯烷酮中搅拌2h直至聚偏二氟乙烯完全溶解；

(2)加入导电炭黑抽真空搅拌30min，再加入石墨烯、碳纳米管，抽真空搅拌30min；

(3)将磷酸铁锂均分为两步加入上述混合浆料中，抽真空高速搅拌2h，通过加入N-甲基吡咯烷酮调节粘度至3500cP，再慢搅抽真空除泡；

S2.负极片制备：将人造石墨与复合材料TiO

其中，负极制料工艺具体如下：

(1)将羧甲基纤维素钠分散至去离子水中，制成固含量为1.69％的胶液；

(2)将石墨烯加入胶液中，抽真空搅拌30min；

(3)将人造石墨与复合材料TiO

(4)加入丁苯橡胶，抽真空慢搅30min，再低速抽真空慢搅除泡；

S3.先将烘烤至水分合格的正极片和负极片分别取出，再将正极片、负极片与隔膜通过叠片的方式装配成电芯，在注入电解液、封口和化成分容，得到具备高倍充性能的锂离子电池；

其中，所述隔膜为干法制备的聚乙烯；

所述电解液由电解质、溶剂和电解液添加剂组成，所述电解质为六氟磷酸锂，所述溶剂由碳酸乙烯酯和碳酸甲乙酯按体积比1︰3混合均匀制成，所述电解液添加剂包括氟代碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯，所述电解液的浓度为0.8mol/L。

对比例1

与实施例1所不同的是，负极片的制备：

将负极活性材料(人造石墨与复合材料TiO

表1不同负极材料(实施例1、对比例1)制作的电芯性能参数表

上述实施例仅是本发明的较优实施方式，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修饰、修改及替代变化，均属于本发明技术方案的范围内。