一種快速充電鋰電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種快速充電鋰電池。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池作為新一代高能電池產(chǎn)品，具有高能量密度、低記憶效應(yīng)、循環(huán)壽命長等優(yōu)點，已廣泛應(yīng)用于移動通信設(shè)備、手機、平板電腦、儀表電器、汽車等眾多領(lǐng)域。傳統(tǒng)的鋰離子電池正極材料采用鋰復(fù)合氧化物，比如鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰等，負(fù)極則采用碳或石墨。傳統(tǒng)的鋰離子電池充電時間長，需要耗費大量時間等待手機充滿，給須盡快給設(shè)備充滿電的人帶來很多不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種快速充電鋰電池。
[0004]本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
一種快速充電鋰電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、有機電解液和外殼，所述負(fù)極片上布設(shè)有徑向貫穿的有脫/嵌鋰能力的材料制成的納米管。
[0005]優(yōu)選地，所述納米管為二氧化鈦納米管或碳納米管。
[0006]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述碳納米管的制備方法包括以下步驟:
51:對鋁片進(jìn)行兩步陽極氧化制備氧化鋁模板；
52:將SI所得模板置于密閉反應(yīng)器中，通入碳源氣，于3X104~5X104Pa的氣壓下，600-1000°C溫度下，制備得到碳納米管陣列。
[0007]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:將所述碳納米管陣列輥壓，裁切成均勻的負(fù)極片。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述二氧化鈦納米管是純鈦在電解液體系中經(jīng)陽極氧化制備得到的。
[0009]作為上述方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:
51:負(fù)極配料:將溶劑、粘結(jié)劑和所述二氧化鈦納米管真空混合，得到負(fù)極溶漿；
52:負(fù)極拉漿:將SI所得負(fù)極溶漿蒸發(fā)部分溶劑得到負(fù)極溶膠，將負(fù)極溶膠均勻涂覆在電解銅箔表面，得到負(fù)極漿片；
53:負(fù)極裁片:將S2所得負(fù)極漿片烘干，輥壓，裁切成均勻的軟負(fù)極片。
[0010]優(yōu)選地，所述納米管內(nèi)徑為l-50nm。
[0011]優(yōu)選地，所述納米管管長為50-300mm。
[0012]優(yōu)選地，所述有機電解液包括有機溶劑、鋰鹽、納米二氧化硅和錫激活劑，所述錫激活劑為金屬離子、鹵素離子、谷胱甘肽、EDTA有機分子、對酶原激活的生物大分子中的至少一種。
[0013]優(yōu)選地，所述外殼由納米膠體材料制成。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:針對目前鋰離子電池充電速度慢的問題，本發(fā)明提供了一種快速充電鋰電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、有機電解液和外殼，所述負(fù)極片上布設(shè)有徑向貫穿的有脫/嵌鋰能力的材料制成的納米管。充入電解液后，納米管中心的納米孔可以存儲電解液，在納米管電極之間運送電荷，每個獨立的納米管都將成為一個電池，并聯(lián)起來共同供電，能夠?qū)崿F(xiàn)鋰電池的快速充電，10-15分鐘即可完成充滿電池。
【附圖說明】
[0015]圖1為負(fù)極片結(jié)構(gòu)簡圖。
[0016]圖2為納米管顯微鏡圖。
[0017]圖3為實施例1所得的碳納米管陣列電鏡圖。
[0018]圖4為實施例2所得的二氧化鈦納米管膜電鏡圖。
【具體實施方式】
[0019]以下將結(jié)合實施例和附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果進(jìn)行清楚、完整地描述，以充分地理解本發(fā)明的目的、特征和效果。顯然，所描述的實施例只是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例，基于本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。另外，專利中涉及到的所有聯(lián)接/連接關(guān)系，并非單指構(gòu)件直接相接，而是指可根據(jù)具體實施情況，通過添加或減少聯(lián)接輔件，來組成更優(yōu)的聯(lián)接結(jié)構(gòu)。本發(fā)明創(chuàng)造中的各個技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。
[0020]參照圖1，本發(fā)明提供了一種快速充電鋰電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、有機電解液和外殼，所述負(fù)極片上布設(shè)有徑向貫穿的有脫/嵌鋰能力的材料制成的納米管I。所述納米管I為二氧化鈦納米管或碳納米管。所述納米管I中心具有一個納米孔2，所述納米管I內(nèi)徑為l_50nm，即納米孔2直徑為l_50nm。所述納米管I管長為50-300mm。鋰電池負(fù)極由多個納米管I并聯(lián)組成，每個納米管I就相當(dāng)于一個鋰電池負(fù)極，所述納米管I中空形成納米孔2，所述納米孔2內(nèi)可以填充電解液，在納米管I電極之間運送電荷，所述納米管I在負(fù)極片上徑向排列。所述有機電解液包括有機溶劑、鋰鹽、納米二氧化硅和錫激活劑，所述錫激活劑為金屬離子、鹵素離子、谷胱甘肽、EDTA有機分子、對酶原激活的生物大分子中的至少一種，所述有機電解液可以在納米管電極之間運送電荷。所述外殼由納米膠體材料制成，如納米娃膠體材料。
[0021]參照圖2，圖2為納米管I在顯微鏡下的照片，可以看到形成的納米管I成矩陣形排列。
[0022]所述納米管I為二氧化鈦納米管或碳納米管。所述碳納米管的制備方法包括以下步驟:S1:對鋁片進(jìn)行兩次陽極氧化得到氧化鋁模板；S2:將SI所得模板置于密閉反應(yīng)器中，通入碳源氣，于3X 104~5X 14Pa的氣壓下，600-1000°C溫度下，制備得到碳納米管陣列。優(yōu)選地，所述碳納米管的制備方法包括以下步驟:S1:取鋁片，去除其表面油脂污垢，400-600°C氮氣保護(hù)下退火4-6h，洗滌，電拋光5-15min，在電解液中，在10-160V氧化電壓下，對鋁片進(jìn)行一次氧化，去除表面氧化層，在與一次氧化相同條件下進(jìn)行二次氧化，從鋁片上剝離氧化鋁膜并去除阻擋層；S2:將SI所得模板置于密閉反應(yīng)器中，通入乙炔或乙稀，于3X 104~5X 14Pa的氣壓下，600-1000°C溫度下，催化生長2_6h，制備得到碳納米管陣列。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述Si中所述電解液可為草酸電解液，在草酸電解液中氧化電壓為20-60V ;所述電解液可為硫酸電解液，在硫酸電解液中氧化電壓為10-30V ;所述電解液可為磷酸電解液，在磷酸電解液中氧化電壓為60-160V。進(jìn)一步地，所述負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:將所述碳納米管陣列輥壓，裁切成均勻的負(fù)極片。
[0023]所述二氧化鈦納米管是純鈦在電解液體系中經(jīng)陽極氧化制備得到的。優(yōu)選地，所述二氧化鈦納米管的制備方法具體步驟為:取鈦箔板作為陽極，鉑電極或石墨電極做陰極，在含氟離子的溶液中，在兩極施加10-22V電壓，氧化10-30min，制備得到二氧化鈦納米管膜。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述含氟離子的溶液中含有HF、NH4F、NaF、KF中至少一種，還可含有HCl、H2SO4, H3PO4, (NH4)2SO4, (ΝΗ4)Η2Ρ04ψ的至少一種。進(jìn)一步地，所述負(fù)極片的制備方法，包括以下步驟:S1:負(fù)極配料:將溶劑、粘結(jié)劑和所述二氧化鈦納米管膜真空混合，得到負(fù)極溶漿；S2:負(fù)極拉漿:將SI所得負(fù)極溶漿蒸發(fā)部分溶劑