提高鈦酸鋰電池循環性能和倍率性能的方法技術

本發明專利技術公開了一種提高鈦酸鋰電池循環性能和倍率性能的方法，主要改進在于電池的電解液中加入包括穩定劑和氣體消除劑的添加劑，電池的化成過程中控制溫度為5～60℃，化成充電采用先小后大的3～6段階梯電流，電流區間為0.02C～1C，各階段充電時間為1～4小時，上限電壓為1.9～3.2V。該方法采用完善、合理的化成工藝，通過電解液添加劑，有效解決電池脹氣問題，并抑制正負極基體的腐蝕，從而提高鈦酸鋰電池循環性能和倍率性能，達到動力鋰電池的要求。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及負極為鈦酸鋰材料的鋰離子電池，具體講涉及一種提高鈦酸鋰電池循環性能和倍率性能的方法。
技術介紹
節約石油資源、溫室氣體減 排和空氣質量凈化是當今世界汽車工業面臨的三大挑戰。動力電池技術一直都是制約電動汽車發展的關鍵，其中鋰離子蓄電池的研究得到更多關注和投入。鋰離子蓄電池在電動汽車上的應用正推動其向安全、環保、低成本及高比能量的方向發展。電動汽車要求鋰離子電池自放電率低、快充性能良好、耐過充過放能力好、功率密度高、循環壽命長。近幾年來，對鋰電位高達I. 5 V，安全性和循環特性優良的鈦酸鋰(Li4Ti5012)受到了廣泛關注。Li4Ti5012具有充放電過程中骨架結構幾乎不發生變化的“零應變”特性，嵌鋰電位高(I. 55 V vs. Li/Li+)而不易引起金屬鋰析出、庫侖效率高、鋰離子擴散系數(10-8 cm2/s)比碳負極高一個數量級。這些優良特性使其具備了動力鋰離子電池必需的循環壽命長、倍率性能好、充電過程更快、更安全的要求。在鈦酸鋰電池研究中，發現以鈦酸鋰為負極材料的電池存在脹氣問題，使得電池的循環壽命和倍率性能和動力鋰電池的要求，存在著很大的差距。要想發揮鈦酸鋰材料的優異性能，必須解決電池脹氣導致電池循環壽命和倍率性能差的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服目前以鈦酸鋰為負極材料的鋰電池的不足之處，提供一種提高鈦酸鋰電池循環性能和倍率性能的方法，使鈦酸鋰電池能夠達到動力鋰電池的要求。本專利技術的技術方案是在鈦酸鋰電池的電解液中添加包括穩定劑和氣體消除劑的添加劑，所述穩定劑為含氟類、腈類和砜類有機化合物的一種或幾種；鈦酸鋰電池的化成過程中，控制溫度為-10 60°C，采用I 6次循環，化成充電采用3 6段先小后大的階梯電流，電流區間為O. 02C 1C，各階段充電時間為I 4小時，上限電壓為I. 9 3. 2V。進一步的方案是所述含氟類、腈類和砜類有機化合物為氟化環狀碳酸酯、氟化鏈狀碳酸酯、全氟辛酸銨、丁二氰、笨砜；所述添加劑的加入量為電解液的O. 5 2. 0wt% ;所述化成溫度為5 60°C，上限電壓為2. O 2. 8V。本專利技術化成時電池保持敞口式、受壓式、真空式、富液式、貧液式中的一種狀態。所述方法適用于正極材料包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰、三元材料及錳酸鋰摻雜三元材料中的一種或幾種、負極材料鈦酸鋰為表面不包覆碳或包覆碳材料制作的鋰電池。本專利技術采用完善、合理的化成工藝，在化成階段將電池材料中的水分充分反應，生成氣體排出電池外部，通過特殊的電解液添加劑阻止電解液在正極的持續分解，同時能夠復合消除掉電解液分解產生的微量氣體，徹底解決電池脹氣問題。因為添加劑可以中和酸，可以抑制正負極基體被腐蝕。從而提高鈦酸鋰電池循環壽命和倍率性能，使得電池的循環壽命從不足3000次提高到循環6000次時，剩余容量仍為87%以上；20C倍率放電容量與IC放電容量比值也由65%以下提高到78%以上。具體實施例方式下面通過實施例具體說明本專利技術及電池測試結果本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種提高鈦酸鋰電池循環性能和倍率性能的方法，其特征是在鈦酸鋰電池的電解液中添加包括穩定劑和氣體消除劑的添加劑，所述穩定劑為含氟類、腈類和砜類有機化合物的一種或幾種；鈦酸鋰電池的化成過程中，控制溫度為？10～60℃，采用1～6次循環，化成充電采用3～6段先小后大的階梯電流，電流區間為0.02C～1C，各階段充電時間為1～4小時，上限電壓為1.9～3.2V。

【技術特征摘要】
1.一種提高鈦酸鋰電池循環性能和倍率性能的方法，其特征是在鈦酸鋰電池的電解液中添加包括穩定劑和氣體消除劑的添加劑，所述穩定劑為含氟類、腈類和砜類有機化合物的一種或幾種；鈦酸鋰電池的化成過程中，控制溫度為-10 60°C，采用I 6次循環，化成充電采用3 6段先小后大的階梯電流，電流區間為O. 02C 1C，各階段充電時間為I 4小時，上限電壓為I. 9 3. 2V。2.根據權利要求I所述的一種提高鈦酸...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張益明，
申請(專利權)人：雙登集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：