一種快速充電鋰電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于鋰電池技術(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(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于移動(dòng)通信設(shè)備、手機(jī)、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(shí)間長，需要耗費(fèi)大量時(shí)間等待手機(jī)充滿，給須盡快給設(shè)備充滿電的人帶來很多不便。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種快速充電鋰電池。
[0004]本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是:
[0005]—種快速充電鋰電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、有機(jī)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。
[0006]優(yōu)選地，所述納米管為二氧化鈦納米管或碳納米管。
[0007]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述納米管內(nèi)徑為l_50nm。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述納米管管長為50_300mm。
[0009]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述納米管呈矩陣形排列。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述外殼材料為納米膠體材料。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:針對目前鋰離子電池充電速度慢的問題，本實(shí)用新型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(jī)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(chǔ)電解液，在納米管電極之間運(yùn)送電荷，每個(gè)獨(dú)立的納米管都將成為一個(gè)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】
[0012]圖1為負(fù)極片結(jié)構(gòu)簡圖。
[0013]圖2為納米管電鏡圖。
[0014]圖3為實(shí)施例1所得的碳納米管陣列電鏡圖。
[0015]圖4為實(shí)施例2所得的二氧化鈦納米管膜電鏡圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下將結(jié)合實(shí)施例和附圖對本實(shí)用新型的構(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，以充分地理解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。顯然，所描述的實(shí)施例只是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例，而不是全部實(shí)施例，基于本實(shí)用新型的實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的其他實(shí)施例，均屬于本實(shí)用新型保護(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(shí)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)。本實(shí)用新型創(chuàng)造中的各個(gè)技術(shù)特征，在不互相矛盾沖突的前提下可以交互組合。
[0017]參照圖1，本實(shí)用新型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(jī)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(gè)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_300臟。鋰電池負(fù)極由多個(gè)納米管I并聯(lián)組成，每個(gè)納米管I就相當(dāng)于一個(gè)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(yùn)送電荷，所述納米管I在負(fù)極片上徑向排列。所述外殼由納米膠體材料制成，如納米娃膠體材料。
[0018]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。
[0019]實(shí)施例1:
[0020]取質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.99%的鋁片，使用壓片機(jī)對鋁片施加壓力使其平整，使用丙酮去除鋁片表面的油脂，乙醇洗滌一次，在500°C氮?dú)獗Ｗo(hù)下退火5h，用去離子水淋洗。以石墨作對電極，1V電壓下，在體積比1:5的高氯酸+酒精混合溶液中電拋光lOmin，以銅板作對電極，45V電壓下，在5°C，2mol.L 1的草酸中陽極氧化20h。將一次氧化得到的鋁片浸入磷酸、鉻酸混合液中去除鋁片表面的氧化層，所述磷酸濃度為5%，鉻酸濃度為2%。在與一次氧化相同條件下進(jìn)行二次氧化，二次氧化時(shí)間為5h，采用逆電剝離的方法從鋁片上剝離氧化鋁膜并去除阻擋層。將氧化鋁膜置于密閉反應(yīng)器中，通入乙炔，于3X 14Pa的氣壓下，700°C溫度下，催化生長5h，制備得到碳納米管陣列，所得碳納米管陣列電鏡圖如圖3所示，納米管內(nèi)徑為10nm，管長為50mm。將所得的碳納米管陣列輥壓，裁切成均勻的負(fù)極片，焊接極片端后貼上膠紙編號，得到有編號的負(fù)極片；正負(fù)極卷繞，將加工好的正極片、負(fù)極片和隔膜自上而下按照“正極片-隔膜-負(fù)極片”的疊放順序送入卷繞機(jī)中，在底部貼上膠紙并套上絕緣片固定，在底部超聲焊接鋁鎳復(fù)合帶，分別焊接正負(fù)極的極片端，形成鋰電池電芯，測試是否短路；把鋰電池芯裝上夾具進(jìn)行激光焊接，然后依次對內(nèi)阻、氣密性進(jìn)行全檢，再稱重分電池的等級；將焊接后的鋰電池放在真空注液機(jī)中，注入電解液，電解液為碳酸乙烯酯、六氟磷酸鋰、納米二氧化硅混合液，所述有機(jī)電解液還包氯離子、谷胱甘肽、m)TA有機(jī)分子和對酶原激活的生物大分子；注入電解液后封口，再分別把正極、負(fù)極的接口焊接起來，在正極頂上加上電池蓋帽，裝上電池外殼，包裝薄膜紙，得到鋰電池成品；將鋰電池成品70°C烘烤2h，然后進(jìn)行充放電循環(huán)測試，測試結(jié)果為12min可完成充電，經(jīng)過3000次充放電循環(huán)后，容量降為初始容量的70%。
[0021]實(shí)施例2:
[0022]取鈦箔板作為陽極，鉑電極或石墨電極做陰極，電解液為含NH4F、H2S04和醋酸鈉的水和甘油混合液，所述水和甘油的體積比為1:4，所述NH4F的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%，所述醋酸鈉含量為0.1mol *L \添加H2SO4調(diào)節(jié)電解液pH為5，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，所得二氧化鈦納米管膜電鏡圖如圖4，納米管內(nèi)徑為50nm，管長為300mm。將0.6質(zhì)量份草酸、5質(zhì)量份無水乙醇、80質(zhì)量份水混合成的溶劑、0.1質(zhì)量份聚偏氟乙烯和0.3質(zhì)量份聚四氟乙烯混合成的粘結(jié)劑和95-98質(zhì)量份所述二氧化鈦納米管膜真空混合，得到負(fù)極溶漿；將所得負(fù)極溶漿蒸發(fā)部分溶劑得到負(fù)極溶膠，通過自動(dòng)涂布機(jī)將負(fù)極溶膠均勻涂覆在電解銅箔表面，得到負(fù)極漿片；將所得負(fù)極漿片送入烘干機(jī)在55-70°C，烘干7h，輥壓，裁切成均勻的軟負(fù)極片。焊接極片端后貼上膠紙編號，得到有編號的負(fù)極片；正負(fù)極卷繞，將加工好的正極片、負(fù)極片和隔膜自上而下按照“正極片-隔膜-負(fù)極片”的疊放順序送入卷繞機(jī)中，在底部貼上膠紙并套上絕緣片固定，在底部超聲焊接鋁鎳復(fù)合帶，分別焊接正負(fù)極的極片端，形成鋰電池電芯，測試是否短路；把鋰電池芯裝上夾具進(jìn)行激光焊接，然后依次對內(nèi)阻、氣密性進(jìn)行全檢，再稱重分電池的等級；將焊接后的鋰電池放在真空注液機(jī)中，注入電解液，電解液為碳酸乙烯酯、六氟磷酸鋰、納米二氧化硅混合液，所述有機(jī)電解液還包氯離子、谷胱甘肽、EDTA有機(jī)分子和對酶原激活的生物大分子；注入電解液后封口，再分別把正極、負(fù)極的接口焊接起來，在正極頂上加上電池蓋帽，裝上電池外殼，包裝薄膜紙，得到鋰電池成品；將鋰電池成品70°C烘烤2h，然后進(jìn)行充放電循環(huán)測試，測試結(jié)果為12min可完成充電，經(jīng)過3500次充放電循環(huán)后，容量降為初始容量的70%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種快速充電鋰電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、有機(jī)電解液和外殼，其特征在于，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。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速充電鋰電池，其特征在于，所述納米管為二氧化鈦納米管或碳納米管。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的快速充電鋰電池，其特征在于，所述納米管內(nèi)徑為l_50nmo4.根據(jù)權(quán)利要求1或2任一項(xiàng)所述的快速充電鋰電池，其特征在于，所述納米管管長為50-300mmo5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的快速充電鋰電池，其特征在于，所述納米管呈矩陣形排列。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的快速充電鋰電池，其特征在于，所述外殼材料為納米膠體材料。
【專利摘要】針對目前鋰離子電池充電速度慢的問題，本實(shí)用新型公開了一種快速充電鋰電池，包括正極片、負(fù)極片、隔膜、有機(jī)電解液和外殼，其特征在于，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(chǔ)電解液，在納米管電極之間運(yùn)送電荷，每個(gè)獨(dú)立的納米管都將成為一個(gè)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。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M4/587, B82Y40/00, H01M4/131, H01M4/48, H01M4/1391, B82Y30/00, H01M4/133, H01M4/1393
【公開號】CN204905359
【申請?zhí)枴緾N201520655735
【發(fā)明人】呂艷菊
【申請人】深圳市燕峰科技有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月27日