專利名稱：鋰離子電池及負(fù)極材料、改善鋰電池低溫放電效率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池制造領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子電池及其負(fù)極材料、該材料的制備方法，以及改善鋰離子電池低溫放電效率的方法。
背景技術(shù)：
由于鋰離子電池有著高能量密度和輕便易攜帶的特點(diǎn)，所以從鋰離子電池商業(yè)化以來，其作為能源載體活躍在通訊、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、筆記本等領(lǐng)域。為滿足不同的使用條件，越來越多的使用者對(duì)電芯在低溫狀態(tài)下的性能提出了更高的要求，其中尤其是電池在低溫下的放電效率，以此來保證電池在低溫下不影響用戶的正常工作和需要。影響鋰離子電池低溫放電效率的因素有很多，其中負(fù)極材料的性能對(duì)低溫放電效率的影響較大。現(xiàn)有技術(shù)中，負(fù)極活性物質(zhì)一般采用石墨，包括天然石墨和人造石墨。其中，天然石墨具有比容量高、充放電曲線平坦及廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的鋰離子電池碳負(fù)極材料， 但它也存在首次充放電效率低、循環(huán)性能差、對(duì)電解液選擇性高等缺點(diǎn)。人造石墨較天然石墨，雖然比容量稍低，但它具有壓實(shí)高，對(duì)電解液的吸收好，與電解液兼容性好且循環(huán)好等優(yōu)點(diǎn)。但在低溫狀態(tài)下，人造石墨和天然石墨的放電效率都不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服以上缺陷，改善鋰離子電池在低溫下的放電效率，從而提高電池在低溫下的使用性能，為此本發(fā)明提出了一種鋰離子電池、該電池的負(fù)極材料及其制備方法，以及一種改善鋰離子電池低溫放電效率的方法。本發(fā)明提出的這種鋰離子電池負(fù)極材料的活性物質(zhì)包括天然石墨與人造石墨，且天然石墨比人造石墨的體積比范圍為7.1 2. 9 7. 9 2.1。優(yōu)選的，所述天然石墨比人造石墨的體積比范圍為7. 3 2. 7 7. 7 2. 3。最優(yōu)選的，所述天然石墨比人造石墨的體積比為7. 5 2.5。所述天然石墨與人造石墨混合后的D50為16 18um。本發(fā)明提出的這種鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，包括負(fù)極活性物質(zhì)的混合步驟，所述混合步驟中將天然石墨和人造石墨混合，且兩者的體積比天然石墨人造石墨的比例范圍為7. 1 2. 9 7. 9 2. 1。優(yōu)選的，所述混合步驟中，天然石墨比人造石墨的體積比范圍為7. 3 :2.7 7.7 2.3。最優(yōu)選的，天然石墨比人造石墨的體積比為7.5 2.5。本發(fā)明提出的這種鋰離子電池，采用上述的鋰離子電池負(fù)極材料。本發(fā)明提出的這種改善鋰離子電池低溫放電效率的方法，采用上述的鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法制備負(fù)極材料。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比所具有的有益效果是本發(fā)明通過將天然石墨和人造石墨按照特定比例混合后作為鋰離子電池的負(fù)極材料，兼具有天然石墨和人造石墨的優(yōu)點(diǎn)，


圖1為天然石墨和人造石墨混合后(混合比例為7. 5 2. 5) SEM圖，其中A、B、C、 D分別為放大500倍、1000倍、2000倍、4000倍圖像；圖2為純天然石墨SEM圖，其中A、B、C、D分別為放大500倍、1000倍、2000倍、 4000倍圖像；圖3為純?nèi)嗽焓玈EM圖，其中A、B、C、D分別為放大500倍、1000倍、2000倍、 4000倍圖像。
具體實(shí)施例方式下面通過具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明提供了一種新的鋰離子電池的負(fù)極材料，將天然石墨和人造石墨按不同比例混合，配比在7.1 2. 9 7. 9 2. 1(體積比)。這種材料且兼有人造石墨和天然石墨的優(yōu)點(diǎn)，可以提高鋰離子電池的低溫放低效率。采用本發(fā)明的特定比例混合后，材料的D50 在16μπι至18μπι之間，比如天然石墨和人造石墨按體積比7.5 2.5進(jìn)行混合的材料，其 D50為17. 12 μ m。而正常大部分石墨材料的D50都在20 μ m左右。圖1至圖3分別列出了本發(fā)明的將天然石墨和人造石墨混合后(混合比例為 7.5 2. 5)、純天然石墨、純?nèi)嗽焓腟EM圖像，從SEM可以看到三者的形貌區(qū)別。實(shí)施例1制作7組同一型號(hào)的方形電芯，容量為650mAh。其中，各組采用相同的正極材料和相同的電解液。正極材料都采用為活性物質(zhì)鈷酸鋰，導(dǎo)電劑乙炔黑，粘合劑PVDF，正極溶劑為N-甲基吡咯烷酮(NMP)。有機(jī)電解液都采用為溶劑選用乙烯碳酸酯EC/碳酸二乙酯DEC/碳酸丙烯酯PC(三者體積比EC DEC PC 為 2. 5 3. 5 3. 5 4. 5 0. 03 0. 06)，鋰鹽選用 LiPF6 (濃度為 1. 0 1. 3mol/L)。負(fù)極材料為活性物質(zhì)各組電池分別選用五種配比的天然石墨和人造石墨的混合物，以及純天然石墨、純?nèi)嗽焓?。其他配方各組一致增稠劑CMC，水性粘合劑SBR，負(fù)極溶劑為水。電芯制作完畢后分容并老化5天，均采用常溫滿電，分別測試25°C下和5°C下0.2C 放電的放電容量，比較各負(fù)極對(duì)應(yīng)的放電效率，具體結(jié)果如表1所示。表 權(quán)利要求
1.一種鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于所述負(fù)極材料的活性物質(zhì)包括天然石墨與人造石墨，且天然石墨比人造石墨的體積比范圍為7.1 2. 9 7. 9 2.1。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于所述天然石墨比人造石墨的體積比范圍為7. 3 2. 7 7. 7 2.3。
3.如權(quán)利要求2所述的鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于所述天然石墨比人造石墨的體積比為7.5 2.5ο
4.如權(quán)利要求1 3任意一項(xiàng)所述的鋰離子電池負(fù)極材料，其特征在于所述天然石墨與人造石墨混合后的D50為16 18um。
5.一種鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，包括負(fù)極活性物質(zhì)的混合步驟，其特征在于， 所述混合步驟中將天然石墨和人造石墨混合，且兩者的體積比天然石墨人造石墨的比例范圍為 7. 1 2. 9 7. 9 2. 1。
6.如權(quán)利要求5所述的鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于所述混合步驟中，天然石墨比人造石墨的體積比范圍為7. 3 2. 7 7. 7 2.3。
7.如權(quán)利要求6所述的鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法，其特征在于所述混合步驟中，天然石墨比人造石墨的體積比為7. 5 2.5。
8.如權(quán)利要求5 7任意一項(xiàng)所述的鋰離子電池負(fù)極材料制備方法，其特征在于將天然石墨與人造石墨混合后，混合材料的D50為16 18um。
9.一種鋰離子電池，采用如權(quán)利要求1 3中任意一項(xiàng)所述的鋰離子電池負(fù)極材料。
10.一種改善鋰離子電池低溫放電效率的方法，其特征在于采用如權(quán)利要求5 8任意一項(xiàng)所述的鋰離子電池負(fù)極材料的制備方法制備負(fù)極材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鋰離子電池及其負(fù)極材料、該材料的制備方法，以及改善鋰離子電池低溫放電效率的方法。通過將天然石墨和人造石墨按照特定比例混合后作為鋰離子電池的負(fù)極材料，其中天然石墨比人造石墨的體積比范圍為7.1∶2.9～7.9∶2.1，能夠很好地提高鋰離子電池的低溫放電效率，從而改善鋰離子電池在低溫下的性能。
文檔編號(hào)H01M4/38GK102214826SQ20101014708
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月8日
發(fā)明者劉振國, 劉艷麗, 羅朝暉, 陳輝, 黑自陽 申請(qǐng)人:深圳市比克電池有限公司