一种电子烟斗
阅读：326发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种电子烟斗专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 电子 烟斗，其由锂 电池 提供动 力 ，该锂电池包括 电极 ，通过配合使用具有特定结构的导电器和具有特定组成的电极活性材料，该导电器具有多层复合结构，可以降低 接触 电阻 ，提高电连接的传导性，同时提高韧性，不易破裂，配合高性能电极活性材料，使得电池具有优异的高压大 电流 倍率特性，且环境适应性强， 循环寿命 高。本 发明 提供的方法，产率高且成本低，原料易得，适合工业生产。，下面是一种电子烟斗专利的具体信息内容。
1.一种电子烟斗，其由锂电池提供动力，该锂电池包括电极，该电极其包括导电器以及形成于所述导电器上的电极活性材料层，所述导电器具有铜/石墨烯/镍多层复合结构；所述电极活性材料为以下通式表示的化合物：
LiNi1-x-yTixNyBO3-zBr2z (1)
其中，N选自Bb、Si、As、Sn、La、Ce、Nd所组成的组中至少一种元素，0
3.如权利要求1所述的电子烟斗，所述N选自Sn。
4.如权利要求1所述的电子烟斗，所述N选自Si。
5.如权利要求2所述的方法，所述涂敷方式为刮涂。
6.如权利要求2所述的方法，所述干燥温度为80-120℃。
一种电子烟斗
技术领域
背景技术
[0002] 目前的电子烟斗通常采用锂电池供电，锂电池由于其高容量、高能量密度、体积小等优点被广泛应用于小型电子设备或动力汽车中。目前锂离子电池的正极导电器多为铝箔，但是对于我国东北、内蒙古等冬夏温差变化较大的地区，作为导电器的铝箔在较大的温度变化下容易发生金属疲劳，在电池受到外部冲击时易发生破裂，使得形成于导电器上的活性材料剥离、脱落，严重影响电池的正常使用。此外，铝箔在制备工艺过程中表面天然形成的氧化物薄层难以除去，从而增加了接触电阻，影响电连接的传导性能。研究者认为需要提供一种可以降低接触电阻，提高电连接的传导性，同时提高韧性，不易破裂的电极用导电器。
发明内容
[0003] 本发明提供了一种电子烟斗，其由锂电池提供动力，该锂电池包括电极，该电极通过配合使用具有特定结构的导电器和具有特定组成的电极活性材料，该导电器具有多层复合结构，可以降低接触电阻，提高电连接的传导性，同时提高韧性，不易破裂，配合高性能电极活性材料，使得电池具有优异的高压大电流倍率特性，且环境适应性强，循环寿命高。本发明提供的方法，产率高且成本低，原料易得，适合工业生产。
[0004] 具体的方案如下：
[0005] 一种电子烟斗，其由锂电池提供动力，该锂电池包括电极，该电极其包括导电器以及形成于所述导电器上的电极活性材料层，所述导电器具有铜/石墨烯/镍多层复合结构；所述电极活性材料为以下通式表示的化合物：
[0006] LiNi1-x-yTixNyBO3-zBr2z (1)
[0007] 其中，N选自Bb、Si、As、Sn、La、Ce、Nd所组成的组中至少一种元素，0
[0008] 进一步的，提供了上述电极用胶的制备方法，其包括以下步骤：其包括以下步骤：1)制备导电器；2)制备电极活性材料；3)将电极活性材料、导电剂以及粘结剂溶解于NMB中配制电极浆料，将电极浆料涂敷于导电器上，控制涂敷层厚度，干燥，获得电极。
[0009] 进一步的，提供了上述电极活性材料的制备方法，其包括以下步骤：按照化学计量比称取原料锂源、Ni源、Ti源、N源、硼源混合，在溶剂介质下球磨3-8小时，之后放在烘箱中于60-100℃预干燥5-16小时，得到溶胶-凝胶前驱体，之后进行喷雾干燥，得到前驱体粉末；将前驱体在一定混合体积比的惰性气体和氟气的混合气氛中，以1-10℃/min加热速率升温，于600-1200℃恒温热处理3-35小时，随炉冷却至室温，制得LiNi1-x-yTixNyBO3-zBr2z，得到电极活性材料产物。
[0010] 进一步的，所述N选自Sn。
[0011] 进一步的，所述N选自Si。
[0012] 进一步的，所述涂敷方式为刮涂。
[0013] 进一步的，所述干燥温度为80-120℃。
[0014] 本发明具有如下有益效果：
[0016] 2、采用了由铜/石墨烯/镍构成的具有多层结构的复合导电器，其中，铜能够提供优异的电传导性能，降低与电极活性物质层的接触电阻；石墨烯具有良好的导电性，且质地柔软，韧性较好，可以为导电器提供增强的韧性，使导电器在温度变化较大的条件下不易破裂，提高电池的循环寿命和安全性；镍具有良好的结合性，有利于导电器和外部的电连接，可以降低和外部导电部件的接触电阻，提高电传导性能。
[0018] 4、N源包含元素性能稳定，通过掺杂N源元素可以稳定材料晶体结构，在高电压、大电流应用时可以进一步提高电池的循环稳定性。
[0021] 图1是实施例1制备得到的电极活性材料的SEM图像。
具体实施方式
[0022] 本发明下面将通过具体的实施例进行更详细的描述，但本发明的保护范围并不受限于这些实施例。
[0023] 试验例：用于电子烟斗的锂电池，该锂电池包含正极、负极以及置于正极、负极之间的隔膜，所述正极为以下实施例制备的电极，所述负极包含负极活性物质、粘结剂。隔膜包括聚丙烯/聚乙烯复合膜；负极为人造石墨；电解质溶剂为碳酸乙烯酯：碳酸丙烯酯：DMC：DEC＝2:1:2:2，锂盐为0.8M六氟硼酸锂。
[0024] 各实施例所用电极为以下各实施例制备得到的电极。
[0025] 实施例1
[0026] 配制石墨烯溶液，将石墨烯溶液涂敷于剖光后的铜箔上，烘干除去溶剂，从而在铜箔上形成石墨烯层，利用电镀、等离子溅射等本领域中常用工艺在石墨烯层表面形成镍层，获得铜/石墨烯/镍多层复合导电器，其中，可以根据需要通过控制工艺参数选择合适的铜层、石墨烯层以及镍层的厚度；按照化学计量比称取原料Li2CO3、NiO、TiO2、SnO2、硼酸混合，在乙醇介质下球磨2小时，之后放在烘箱中于80℃预干燥2小时，得到溶胶-凝胶前驱体，之后进行喷雾干燥，得到前驱体粉末；将前驱体在体积比为80:20的氮气和溴气的混合气氛中，以10℃/min加热速率升温，于900℃恒温热处理30小时，随炉冷却至室温，制得LiNi0.526Ti0.277Sn0.197BO3.939Br0.122，得到电极活性材料产物；将电极活性材料、导电剂以及粘结剂溶解于NMB中配制电极浆料，将电极浆料涂敷于导电器上，控制涂敷层厚度，干燥，获得电极。由图1的SEM图像可知，电极活性材料产物的颗粒形状为球状及鳞片状堆叠，粒径为微米级。
[0027] 实施例2
[0028] 配制石墨烯溶液，将石墨烯溶液涂敷于剖光后的铜箔上，烘干除去溶剂，从而在铜箔上形成石墨烯层，利用电镀、等离子溅射等本领域中常用工艺在石墨烯层表面形成镍层，获得铜/石墨烯/镍多层复合导电器，其中，可以根据需要通过控制工艺参数选择合适的铜层、石墨烯层以及镍层的厚度；按照化学计量比称取原料LiOH、NiO、TiO2、SiO2、四水合硼酸氢铵混合，在乙醇介质下球磨3小时，之后放在烘箱中于60℃预干燥3小时，得到溶胶-凝胶前驱体，之后进行喷雾干燥，得到前驱体粉末；将前驱体在体积比为70:30的氮气和溴气的混合气氛中，以10℃/min加热速率升温，于1000℃恒温热处理26小时，随炉冷却至室温，制得LiNi0.666Ti0.218Si0.116BO3.921Br0.158，得到电极活性材料产物；将电极活性材料、导电剂以及粘结剂溶解于NMB中配制电极浆料，将电极浆料涂敷于导电器上，控制涂敷层厚度，干燥，获得电极。
[0029] 实施例3
[0030] 配制石墨烯溶液，将石墨烯溶液涂敷于剖光后的铜箔上，烘干除去溶剂，从而在铜箔上形成石墨烯层，利用电镀、等离子溅射等本领域中常用工艺在石墨烯层表面形成镍层，获得铜/石墨烯/镍多层复合导电器，其中，可以根据需要通过控制工艺参数选择合适的铜层、石墨烯层以及镍层的厚度；按照化学计量比称取原料Li2CO3、NiO、TiO2、As2O5、四水合硼酸氢铵混合，在乙醇介质下球磨2小时，之后放在烘箱中于70℃预干燥1.5小时，得到溶胶-凝胶前驱体，之后进行喷雾干燥，得到前驱体粉末；将前驱体在体积比为90:10的氮气和溴气的混合气氛中，以10℃/min加热速率升温，于1100℃恒温热处理30小时，随炉冷却至室温，制得LiNi0.616Ti0.286As0.098BO3.951Br0.098，得到电极活性材料产物；将电极活性材料、导电剂以及粘结剂溶解于NMB中配制电极浆料，将电极浆料涂敷于导电器上，控制涂敷层厚度，干燥，获得电极。
[0031] 对比例1；
[0032] 与前述各实施例不同的是，电极活性材料为常规固相方法制备得到的LiNiBO3，集流体为铝箔，其余组成部件与试验例相同。
[0033] 下表为实施例与对比例的测试数据，循环电流为1C，充电截止电压4.5V，放电截止电压2.7V。可见，与采用常规电极材料和集流体的对比例相比，本发明的电池在高电压、大电流下具有较高的比容量，抗环境温度变化的能力明显增强，且具有较好的循环稳定性和循环寿命。
[0034] 表1
[0035]
[0036] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但是应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。
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