一种快速充电背夹移动电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及移动电池领域，尤其涉及一种可快速充电的背夹移动电池。
【背景技术】
[0002]目前由于手机和电子产品功能越发强大，导致待机时间也随着功能增强而缩短。目前解决这一难题的主要途径是采用背夹电源作为附加电源增加手机待机时间；由于背夹电源设计轻便小巧方便，所采用的锂离子电池能量密度较高，目前常规电池只能采用低电流长时间充电；该类产品一旦使用大电流充电提高充电效率，则很容易大大影响使用其寿命和安全性能。而由于目前生活工作节奏的加快，长时间充电很难满足用户对电子产品性能使用的要求。因此，解决上述问题就显得尤为重要了。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种可快速充电的背夹移动电池，通过背夹电源电芯所用正负极、电解液及隔膜、极耳材料的优化，在高能量密度快速充电条件下降低法拉第阻抗，增加离子在正负极材料中的扩散；确保在快充条件下负极表面不析锂而形成内部短路、低发热量，从而保证电芯安全和使用寿命。
[0004]本发明提供一种快速充电背夹移动电池，包括电池正极、电池负极、极耳、隔膜、电解液和导电剂，所述电池正极采用可高压实的复合颗粒钴酸锂或钴酸锂、三元材料混合物或钴酸锂锰酸锂混合物制成，所述电池负极采用石墨材料或钛酸锂制成，所述正极极耳采用铝极耳，所述负极极耳采用镀镍铜极耳。
[0005]进一步改进在于:所述电池负极采用石墨材料时，所述石墨材料为各向同性高的或一次造粒的尚容量尚压实人造石墨材料。
[0006]进一步改进在于:所述电解液由以下组分重量比组成:碳酸乙烯酯(EC):20~~30%、碳酸丙烯酯(PC):3~~8%、碳酸甲乙酯(EMC):30~40% 碳酸二乙酯(DEC):7~~12% ；锂盐(六氟磷酸锂)浓度:1.05~~1.2mol/Lo
[0007]进一步改进在于:所述导电剂为导电炭黑、碳纳米管、石墨烯和碳纤维中一种，也可以为上述物质中任意多种物质的组合物。
[0008]进一步改进在于:极耳采用单极耳卷绕、多极耳重合卷绕或者叠片加工方式，用于降低产品内阻。
[0009]进一步改进在于:所述隔膜的孔隙率为35~~50%，透气率为160~~400sec/100ml。
[0010]电池快速充电条件下，其较低的产热量和高扩散系数导致电解液和正负极材料在使用过程中的反应程度降低，体系稳定性大幅提高，电解液消耗速度大幅降低，安全和寿命比通常电池高出很多。
[0011]由于优异的材料体系设计，故产品的欧姆电阻、法拉第阻抗较小且锂离子在正负极中扩散系数高；快速充电时，低的欧姆内阻和法拉第阻抗造成的产热量低的多，确保使用过程中材料体系的结构稳定性，高的离子扩散系数使得锂离子能够在固体中快速脱嵌，避免锂离子在负极表面沉积成金属锂，金属锂较高的化学活性和高阻抗使电池性能急剧恶化而造成寿命迅速衰减、安全失控甚至造成火灾事故；故充电过程中低的极化和高扩散系数是快速充电产品寿命和安全的必须条件本发明的有益效果:
1.采用镀镍铜极耳，降低由于镍极耳的镍金属电阻率大散热差引起的发热量大，引起安全隐患。
[0012]2.米用各向同性好的石墨材料、一次造粒的尚克容量尚压实石墨材料、钦酸钮做负极材料。
[0013]3.采用高压实复合态共晶颗粒钴酸锂、钴酸锂三元材料混合物、钴酸锂锰酸锂混合物。
[0014]4.采用导电炭黑碳纳米管石墨烯碳纤维中一种或者多种组合做导电剂降低极化，减少发热。
[0015]5.采用卷绕(单极耳或者多极耳重合)、叠片结构降低产品内阻。
[0016]6.配方优化，降低粘结剂的用量。
[0017]7.高孔隙率低透气率隔膜的使用。
[0018]8.通过上述改进使得背夹移动电池的导电率达到7.5—12mS/cm，使用温度在-10度~60度之间，适用于各种充电环境。
【具体实施方式】
[0019]为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
[0020]实施例一:
本实施例提供了一种快速充电背夹移动电池，包括电池正极、电池负极、极耳、隔膜、电解液和导电剂，所述电池正极采用可高压实的复合颗粒钴酸锂或钴酸锂、三元材料混合物或钴酸锂锰酸锂混合物制成，所述电池负极采用石墨材料或钛酸锂制成，所述正极极耳采用铝极耳，所述负极极耳采用镀镍铜极耳。
[0021]所述电池负极米用石墨材料时，所述石墨材料为各向同性尚的或一次造粒的尚容量尚压实人造石墨材料。
[0022]所述电解液由以下组分重量比组成:碳酸乙烯酯(EC):24%、碳酸丙烯酯(PC):4.5%、碳酸甲乙酯(EMC):36%碳酸二乙酯(DEC):8% ;锂盐(六氟磷酸锂)浓度:1.12mol/L。
[0023]所述导电剂为导电炭黑、碳纳米管、石墨烯和碳纤维中一种，也可以为上述物质中任意多种物质的组合物。
[0024]所述极耳采用单极耳卷绕、多极耳重合卷绕或者叠片加工方式，用于降低产品内阻。
[0025]所述隔膜的孔隙率为45%，透气率为350sec/100ml。
[0026]实施例二:
本实施例提供了一种快速充电背夹移动电池，包括电池正极、电池负极、极耳、隔膜、电解液和导电剂，所述电池正极采用可高压实的复合颗粒钴酸锂或钴酸锂、三元材料混合物或钴酸锂锰酸锂混合物制成，所述电池负极采用石墨材料或钛酸锂制成，所述正极极耳采用铝极耳，所述负极极耳采用镀镍铜极耳。
[0027]所述电池负极米用石墨材料时，所述石墨材料为各向同性尚的或一次造粒的尚容量尚压实人造石墨材料。
[0028]所述电解液由以下组分重量比组成:碳酸乙烯酯(EC):20%、碳酸丙烯酯(PC):3%、碳酸甲乙酯(EMC):30%碳酸二乙酯(DEC):7% ;锂盐(六氟磷酸锂)浓度:1.05mol/L?
[0029]所述导电剂为导电炭黑、碳纳米管、石墨烯和碳纤维组合而成，也可以为上述物质中任意多种物质的组合物。
[0030]所述极耳采用单极耳卷绕、多极耳重合卷绕或者叠片加工方式，用于降低产品内阻。
[0031]所述隔膜的孔隙率为43%，透气率为160sec/100ml。
[0032]实施例三:
本实施例提供了一种快速充电背夹移动电池，包括电池正极、电池负极、极耳、隔膜、电解液和导电剂，所述电池正极采用可高压实的复合共晶颗粒钴酸锂或钴酸锂、三元材料混合物或钴酸锂锰酸锂混合物制成，所述电池负极采用石墨材料或钛酸锂制成，所述正极极耳采用铝极耳，所述负极极耳采用镀镍铜极耳。
[0033]所述电池负极米用石墨材料时，所述石墨材料为各向同性尚的或一次造粒的尚容量尚压实人造石墨材料。
[0034]所述电解液由以下组分重量比组成:碳酸乙烯酯(EC):20%、碳酸丙烯酯(PC):6%、碳酸甲乙酯(EMC):40%碳酸二乙酯(DEC):12% ;锂盐(六氟磷酸锂)浓度:1.2mol/L?
[0035]所述导电剂为导电炭黑、碳纳米管、石墨烯和碳纤维中一种，也可以为上述物质中任意多种物质的组合物。
[0036]所述极耳采用单极耳卷绕、多极耳重合卷绕或者叠片加工方式，用于降低产品内阻。
[0037]所述隔膜的孔隙率为42%，透气率为240sec/100ml。
[0038]电池快速充电条件下，其较低的产热量和高扩散系数导致电解液和正负极材料在使用过程中的反应程度降低，体系稳定性大幅提高，电解液消耗速度大幅降低，安全和寿命比通常电池高出很多。
[0039]由于优异的材料体系设计，故产品的欧姆电阻、法拉第阻抗较小且锂离子在正负极中扩散系数高；快速充电时，低的欧姆内阻和法拉第阻抗造成的产热量低的多，确保使用过程中材料体系的结构稳定性，高的离子扩散系数使得锂离子能够在固体中快速脱嵌，避免锂离子在负极表面沉积成金属锂，金属锂较高的化学活性和高阻抗使电池性能急剧恶化而造成寿命迅速衰减、安全失控甚至造成火灾事故；故充电过程中低的极化和高扩散系数是快速充电产品寿命和安全的必须条件
采用镀镍铜极耳，降低由于镍极耳的镍金属电阻率大散热差引起的发热量大，引起安全隐患。
[0040]米用各向同性好的石墨材料、一次造粒的尚克容量尚压实石墨材料、钦酸钮做负极材料。
[0041]采用高压实复合态颗粒钴酸锂、钴酸锂三元材料混合物、钴酸锂锰酸锂混合物。
[0042]采用导电炭黑碳纳米管石墨烯碳纤维中一种或者多种组合做导电剂降低极化，减少发热。
[0043]采用卷绕(单极耳或者多极耳重合)、叠片结构降低产品内阻。
[0044]配方优化，降低粘结剂的用量。
[0045]高孔隙率低透气率隔膜的使用。
[0046]通过上述改进使得背夹移动电池的导电率达到7.5~~12mS/cm,使用温度在-10度~60度之间，适用于各种充电环境。
【主权项】
1.一种快速充电背夹移动电池，包括电池正极、电池负极、极耳、隔膜、电解液和导电剂，其特征在于:所述电池正极采用可高压实的复合颗粒钴酸锂或钴酸锂、三元材料混合物或钴酸锂锰酸锂混合物制成，所述电池负极采用石墨材料或钛酸锂制成，所述正极极耳采用铝极耳，所述负极极耳采用镀镍铜极耳。
2.如权利要求1所述的一种快速充电背夹移动电池，其特征在于:所述电池负极采用石墨材料时，所述石墨材料为各向同性尚的或一次造粒的尚容量尚压实人造石墨材料。
3.如权利要求1所述的一种快速充电背夹移动电池，其特征在于:所述电解液由以下组分重量比组成:碳酸乙烯酯(EC):20~~30%、碳酸丙烯酯(PC):3~~8%、碳酸甲乙酯(EMC):30~40%碳酸二乙酯(DEC):7~~12% ;锂盐(六氟磷酸锂)浓度:1.05—1.2mol/L。
4.如权利要求1所述的一种快速充电背夹移动电池，其特征在于:所述导电剂为导电炭黑、碳纳米管、石墨烯和碳纤维中一种物质，也可以为上述物质中任意多种物质的组合物。
5.如权利要求1所述的一种快速充电背夹移动电池，其特征在于:极耳采用单极耳卷绕、多极耳重合卷绕或者叠片加工方式，用于降低产品内阻。
6.如权利要求1所述的一种快速充电背夹移动电池，其特征在于:所述隔膜的孔隙率为 35~~50%，透气率为 160~~400sec/100mlo
【专利摘要】本发明提供一种快速充电背夹移动电池，包括电池正极、电池负极、极耳、隔膜、电解液和导电剂，所述电池正极采用可高压实的复合颗粒钴酸锂或钴酸锂、三元材料混合物或钴酸锂锰酸锂混合物制成，所述电池负极采用石墨材料或钛酸锂制成，所述正极极耳采用铝极耳，所述负极极耳采用镀镍铜极耳。通过背夹电源电芯所用正负极、电解液及隔膜、极耳材料的优化，在高能量密度快速充电条件下降低法拉第阻抗，增加离子在正负极材料中的扩散；确保在快充条件下负极表面不析锂而形成内部短路、低发热量，从而保证电芯安全和使用寿命。
【IPC分类】H01M10-058, H01M4-485, H01M4-525, H01M2-26, H01M4-505, H01M4-62, H01M4-36, H01M2-16, H01M4-587
【公开号】CN104752671
【申请号】CN201510100893
【发明人】汪劲松, 秦传保, 毛明权
【申请人】芜湖迈特电子科技有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月9日