專利名稱：一種鋰離子電池負極材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池負極材料改進。
背景技術：
目前，鋰離子電池所用的正極材料大多為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料等，其組分主 要是活性材料(鈷酸鋰、錳酸鋰、三元等)加導電劑再加粘結劑；負極材料大多采用石墨為 活性物質(zhì)，再添加一些導電劑和粘結劑；這樣的正負極材料組成的體系有個共同的特點就 是放電后期(3. 3V以下)，尤其是在放電結束時(3. 0V)，電壓下降非常快，也就是在這個電 壓區(qū)間里面，鋰離子電池的容量幾乎沒有了。目前，由于鋰離子電池的安全問題，大多數(shù)鋰電Pack在組裝時都會加保護板；但 是，由于保護板自身固有的缺陷，在裝上鋰電池后，會存在一定大小的漏電流，一般該漏電 流在10uA左右。由于有該漏電流的存在，鋰離子電池很容易因為該漏電流而電壓不斷下 降，最終導致鋰離子電池失效；尤其是在用戶使用完用電器后不及時充電，該漏電流會迅速 使鋰電池失效。若以一個lOOOmAh的鋰離子電池為例，該電池保護板漏電流為10uA，用戶使 用完后剩余容量為1%，那么該電池則只需經(jīng)過時間t= (1000*1% )/(10/1000) = 1000h, 也就是41天后該電池就會失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種鋰離子電池負極材料，采用該負極材料制 備的鋰離子電池，能有效地改善因為保護板自放電而造成的鋰離子電池失效問題。為解決上述技術問題，本發(fā)明實現(xiàn)的方案是一種鋰離子電池負極材料，按重量百分比計算，包含活性物質(zhì)石墨70 90%、鈦 酸鋰0. 5 20%、導電劑1 5%和粘結劑1 5%。優(yōu)選地，按重量百分比計算，包含活性物質(zhì)石墨85%、鈦酸鋰5%、導電劑5%和粘
結劑5%。所述導電劑為石墨或乙炔碳黑，粘結劑為PVDF樹脂或聚偏氟乙烯。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有的優(yōu)點在于本發(fā)明在不改變現(xiàn)有鋰離子電池正極的情況下，在負極材料里面添加一定量 (0.5% 20% )的鈦酸鋰(Li4Ti5012)來改善鋰離子電池因為保護板自放電而造成的失 效，從而改善整個電池的放電平臺。由于添加的鈦酸鋰會在2. 5V附近形成一個小平臺，該 平臺長短會隨著鈦酸鋰添加量增多而加長；電池放電平臺加長也就是電池容量增多。本發(fā) 明通過利用添加一定量鈦酸鋰所增加的容量，可以有效地避免因為保護板自放電而造成的 鋰離子電池失效。從而保證用戶使用完用電器而不充電的情況下可以儲存較長的時間。


圖1是現(xiàn)有鋰離子電池的放電曲線；
圖2是利用本發(fā)明負極材料制備的鋰離子電池的放電曲線。
具體實施例方式本發(fā)明旨在保護一種通過在鋰離子電池負極材料中添加適量的鈦酸鋰來改變現(xiàn) 有鋰電池存在漏電流的技術方案。本發(fā)明不同于一般現(xiàn)有技術方案那般僅僅把鈦酸鋰作為 負極活性物質(zhì)，本發(fā)明是在以石墨材料為活性物質(zhì)的負極體系中添加少量的鈦酸鋰來改變 負極材料組分和配比，從而來改善鋰離子電池因為保護板自放電而造成的鋰電池的失效。下面以具體的實施例來說明負極材料中添加鈦酸鋰對整個鋰電池放電平臺的效 果。以lOOOmAh鋰離子電池為例，向該負極材料中分別添加不同含量的鈦酸鋰。實施例一、制備一種鋰電池負極材料，其組分和配比是包含活性物質(zhì)石墨89%、鈦酸鋰 1%、導電劑5%和粘結劑5%。由該負極材料制成鋰電池，實驗測得具有該電池的電器使用 后，該電池可以存儲的時間為t = (1000*1% +1000*1% )/(10/1000) = 2000h，即83天.實施例二、、制備一種鋰電池負極材料，其組分和配比是包含活性物質(zhì)石墨87%、鈦酸鋰 5%、導電劑3%和粘結劑5%。由該負極材料制成鋰電池，實驗測得具有該電池的電器使用 后，該電池可以存儲的時間為t = (1000*1% +1000*5% )/(10/1000) = 6000h，也就是250 天.實施例三、制備一種鋰電池負極材料，其組分和配比是包含活性物質(zhì)石墨72%、鈦酸鋰 10%、導電劑3%和粘結劑5%。由該負極材料制成鋰電池，實驗測得具有該電池的電器使 用后，該電池可以存儲的時間為t = (1000*1% +1000*10% )/(10/1000) = llOOOh，也就是 458 天.從以上三個實例可以看出，隨著鈦酸鋰添加量的增加，電池存儲時間也加長。但 是，由鈦酸鋰產(chǎn)生的容量對用電器是沒有貢獻的，因為鈦酸鋰產(chǎn)生的平臺在2. 5V，而用電器 的截止電壓一般都在3. 0V，所以還未到鈦酸鋰的平臺該用電器便已經(jīng)因為電壓低于3. 0V 而截止。因此，鈦酸鋰的添加量從這方面來講要越少越好。所以，綜合考慮，鈦酸鋰的最佳 添加量應該控制在1% 5%。上述僅為本發(fā)明優(yōu)選實施例，這些實施例僅僅用于解釋本發(fā)明而不能理解為對本 發(fā)明的限制，在不背離本發(fā)明權利要求中所請求保護的范圍的情況下，可以對上述實施方 案進行各種改進和變化。
權利要求
一種鋰離子電池負極材料，按重量百分比計算，包含活性物質(zhì)石墨70～90％、鈦酸鋰0.5～20％、導電劑1～5％和粘結劑1～5％。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋰離子電池負極材料，其特征在于按重量百分比計算，優(yōu)先 地，鈦酸鋰添加比例為1 5%。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的鋰離子電池負極材料，其特征在于所述的導電劑為石 墨或乙炔碳黑，粘結劑為PVDF樹脂或聚偏氟乙烯。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池負極材料配方的改進。一種鋰離子電池負極材料，按重量百分比計算，包含活性物質(zhì)石墨70～90％、鈦酸鋰0.5～20％、導電劑1～5％和粘結劑1～5％。所述導電劑為石墨或乙炔碳黑，粘結劑為PVDF樹脂或聚偏氟乙烯。本發(fā)明通過利用添加一定量鈦酸鋰所增加的容量，可以有效地避免因為保護板自放電而造成的鋰離子電池失效。從而保證用戶使用完用電器而不充電的情況下可以儲存較長的時間。
文檔編號H01M4/62GK101859890SQ20101020789
公開日2010年10月13日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權日2010年6月21日
發(fā)明者何信, 侯桃麗, 劉長昊, 袁卉軍, 黃斌 申請人:惠州市賽能電池有限公司