使用钛酸锂电池的快速充电移动电源的制作方法

使用钛酸锂电池的快速充电移动电源的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有储电功能的移动便携式快速充电电源，尤其涉及一种使用钛酸锂电池的快速充电移动电源。
【背景技术】
[0002]目前，随着科技的发展，越来越多的电子产品需要快速充电移动电源;快速充电移动电源是指可以直接给移动设备充电且自身具有储电单元的装置。基本能满足目前市场常见的移动设备手机、MP3、MP4、PDA、PSP、蓝牙耳机、数码相机等多种数码产品的移动充电需求。
[0003]快速充电移动电源自身的充电插头直接通过交流电源可以对移动设备充电且自身具有存电装置，相当于一个充电器和备用电池的混合体，可以在没有直流电源或外出时给数码产品提供备用电源，快速充电移动电源也叫移动电源、“外置电池”、“后备电池”、“数码充电伴侣”等。“移动电源”这个概念是随着数码产品的普及和快速增长而发展起来的，它的作用就是随时随地给手机或数码产品提供充电功能。但是目前大多数的快速充电移动电源输出的电流均是恒定的，这样的输出电流不能匹配各种各样移动电子设备，会给某些移动电子设备造成损伤。
[0004]钛酸锂材料既可以作为锂电池的负极，也可以作为锂电池的正极，以钛酸锂材料作为锂电池的负极所制得的钛酸锂电池，相比以碳为负极所制得的锂电池，具有循环性能好;放电电压平稳，而且电解液不致发生分解，提高锂电池安全性能;与碳负极材料相比，钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(2*10—8cm2/s)，可高倍率充放电；钛酸锂的电势比纯金属锂的高，不易产生锂晶枝，为保障锂电池的安全提供了基础。
[0005]因此，有必要开发一种结构简单、精准控制且能智能匹配移动电子设备的最佳充电电流的使用钛酸锂电池的快速充电移动电源。

【发明内容】

[0006]本发明的目的是提供一种结构简单、精准控制且能智能匹配移动电子设备的最佳充电电流的使用钛酸锂电池的快速充电移动电源。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的设计方案是，该使用钛酸锂电池的快速充电移动电源包括钛酸锂电池、壳体、充电接口和USB输出接口，所述钛酸锂电池设置在所述壳体内，所述充电接口和所述USB输出接口设置在所述壳体的外部的一侧，其特征在于，该使用钛酸锂电池的快速充电移动电源还包括设置在壳体内的电路板，所述电路板与所述钛酸锂电池相连接，且所述电路板上连接有处理器和智能识别1C芯片;所述钛酸锂电池包括电池正极、电池负极、极耳、隔膜、电解液和外部封装结构;所述外部封装结构将电池正极、电池负极、隔膜及电解液封装其间；所述电池正极采用磷酸铁锂或锰酸锂或镍锰酸锂，所述电池负极采用钛酸锂材料;所述隔膜采用碳材料;所述电解液采用碳材料;所述电池正板和电池负极的极耳均采用石墨烯层。
[0008]通过上述技术方案，该使用钛酸锂电池的快速充电移动电源结构简单，可以通过处理器可以精确控制且通过智能识别1C芯片可以智能匹配适合各种各样的移动电子设备的最佳充电电流，防止由于电流不匹配对手机等移动电子设备造成的损坏;采用石墨烯层做为钛酸锂电池的极耳，密度小，且极耳在整个钛酸锂电池中所占的重量较小，使钛酸锂电池具有较高的能量密度，同时，由于石墨烯层不易被腐蚀，集流体不易被破坏，该钛酸锂电池具有较长的使用寿命；以钛酸锂材料作为锂电池的负极所制得的钛酸锂电池，相比以碳为负极所制得的锂电池，具有循环性能好;放电电压平稳，而且电解液不致发生分解，提高锂电池安全性能;与碳负极材料相比，钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(2*10—8cm2/S)，可高倍率充放电；钛酸锂的电势比纯金属锂的高，不易产生锂晶枝，为保障锂电池的安全提供了基础。
[0009]进一步的改进在于，所述电池正极采用锰酸锂，所述锰酸锂采用水热合成法制备。
[0010]进一步的改进在于，所述电池负极所使用钛酸锂材料采用液相水热合成法制备。
[0011]进一步的改进在于，所述石墨烯层至少包括两层石墨烯叠加，所述石墨烯层的厚度为20?9000nm。
[0012]进一步的改进在于，所述壳体的外表面上设置有液晶显示屏，所述液晶显示屏与所述处理器相连接。
[0013]进一步的改进在于，所述钛酸锂材料的制备方法具体步骤如下:
(1)中央计算机控制器控制打开第一溶液导管的电控阀门，在无尘环境下向反应釜内加入钛酸丁酯溶液，再关闭第一溶液导管的电控阀门的电控阀门；
(2)中央计算机控制器控制打开第二溶液导管的电控阀门，在无尘环境下向反应釜内加入一水合氢氧化锂溶液，再关闭第二溶液导管的电控阀门的电控阀门；
(3 )中央计算机控制器控制启动搅拌电机，搅拌速度为450?600r/min，搅拌溶液，搅拌时间为10?30min;
(4)中央计算机控制器控制打开水热介质导管的电控阀门，在无尘环境下向反应釜内加入醇水混合液，再关闭水热介质导管的电控阀门的电控阀门；继续搅拌10?30min，搅拌完毕后，关闭搅拌电机；
(5)中央计算机控制器控制打开反应釜的釜盖装置的电控阀门，密封反应釜；
(6)中央计算机控制器控制启动电加热装置，使反应釜内的温度升至120?250°C，进行水热反应，反应时间为7?15h;反应结束后，中央计算机控制器控制关闭电加热装置；
(7)当反应釜内的温度降至室温，中央计算机控制器控制打开反应釜的底部的电控阀门，将步骤(6)中获得的物物料送入除杂装置，中央计算机控制器控制打开除杂装置的去离子水导管的电控阀门，添加去离水并使反应釜内的物料经过多次除杂浸洗，除杂浸洗时温度为85?95°C;
(8)中央计算机控制器控制打开除杂装置底部的电控阀门，通过栗将除杂浸洗后物料压入过滤器，经250目的滤网过滤；
(9)中央计算机控制器控制打开马弗炉的电控阀门、传送电控阀门和马弗炉氧气通入阀门，设置马弗炉温度和氧气通入量，将过滤后物料放入马弗炉，马弗炉的温度设置为600?900°C，压力小于或等于0.02Mpa，氧气体积百分含量15?20%的空气气氛条件下干燥且热定性，反应时间为2?5h，获得钛酸锂电池所用的钛酸锂化合物。经实验结果发现，钛酸锂化合物团聚现象随着水热温度的升高，水热时间的延长而越来越严重;适当添加表面活性剂能够改变团聚体的大小，同时细化构成团聚体颗粒;溶剂中乙醇含量的升高有利于粉体分散；反应物浓度越稀，钛酸锂化合物的颗粒越细。
[0014]作为本发明的优选方案，所述锂离子和钛离子的摩尔浓度比为2:1。
[0015]作为本发明的优选方案，所述醇水混合液为乙醇质量分数为30?80%的醇水混合液。
[0016]进一步的改进在于，所述LED灯与钛酸锂电池连接的电源线上串联有开启或关闭LED灯的开关一，且所述开关一的外表面在所述壳体的外表上凸起。
[0017]进一步的改进在于，所述壳体内设置播放器，所述播放器与钛酸锂电池和所述处理器相连接，所述壳体上与播放器的喇叭口对应设置多个发声孔。在壳体内设置播放器，且与处理器相连接，可以使该使用钛酸锂电池的快速充电移动电源具备播放功能，可以相当于MP3使用。
[0018]进一步的改进在于，所述播放器与钛酸锂电池连接的电源线上串联有开启或关闭播放器的开关二。设置开关二可以控制播放器。
[0019]作为本发明的优选方案，所述USB接口的数量为两个。可以同时供两部不同电流的手机或移动电子设备充 电。
[0020]作为本发明的优选方案，所述壳体的大小的尺寸为105*48*21mm。这样大小的尺寸小巧，方便携带。
[0021 ] 作为本发明的优选方案，所述钛酸锂电池的容量为5600?8600mAH。
[0022]相比现有技术，本发明的有益效果:1)该使用钛酸锂电池的快速充电移动电源结构简单和轻巧，方便携带；2)通过处理器可以精确控制钛酸锂电池的充放电，防止过充；3)通过智能识别1C芯片可以智能匹配适合各种各样移动电子设备的最佳充电电流，防止由于电流不匹配对手机等移动电子设备造成的损坏;4)具有多种功能，适用多种人群;5)采用石墨烯作为极耳，不易被腐蚀，同时可使钛酸锂电池具有更高的能量密度，导电性更强;6)通过自动化的工艺流程制备方法制备钴酸锂，工艺可控性高;7)以钛酸锂材料作为锂电池的负极所制得的钛酸锂电池，相比以碳为负极所制得的锂电池，具有循环性能好;放电电压平稳，而且电解液不致发生分解，提高锂电池安全性能；与碳负极材料相比，钛酸锂具有高的锂离子扩散系数(2*10—8cm2/S)，可高倍率充放电;钛酸锂的电势比纯金属锂的高，不易产生锂晶枝，为保障锂电池的安全提供了基础。
【附图说明】
[0023]下面结合附图和本发明的实施方式进一步详细说明:
图1是本发明的使用钛酸锂电池的快速充电移动电源的结构示意图；
其中:1-壳体;2-充电接□ ;3-USB输出接□ ;4_液晶显示屏;5-LED灯;6-开关一;7-发声孔;8-开关二。
【具体实施方式】
[0024]实施例1:如图1所示，该使用钛酸锂电池的快速充电移动电源包括钛酸锂电池、壳体1、充电接口 2和USB输出接口 3，所述钛酸锂电池设置在所述壳体1内，所述充电接口 2和所述USB输出接口 3设置在所述壳体1的外部的一侧，该使用钛酸锂电池的快速充电移动电源还包括设置在壳体1内的电路板，所述电路板与钛酸锂电池相连接，且所述电路板上连接有处理器和智能识别1C芯片;所述壳体1的外表面上设置有液晶显示屏4，所述液晶显示屏4与所述处理器相连接;所述外壳的外部的另一侧设置有凹槽，所述凹槽内镶嵌有LED灯5，所述LED灯5在所述壳体1内与钛酸锂电池相连接;所述LED灯5与钛酸锂电池连接的电源线上串联有开启或关闭LED灯的开关一 6，且所述开关一 6的外表面在所述壳体1的外表上凸起;所述壳体1内设置播放器，所述播放器与钛酸锂电池和所述处理器相连接，所述壳体1上与播放器的喇叭口对应设置多个发声孔7;所述播放器与钛酸锂电池连接的电源线上串联有开启或关闭播放器的开关二 8 ；所述USB接口 3的数量为两个;所述壳体1的大小的尺寸为105*48*21mm;所述钛酸锂电池的容量为5600?8600mAH;其中所述钛酸锂电池包括电池正极、电池负极、极耳、隔膜、电解液和外部封装结构;所述外部封装结构将电池正极、电池负极、隔膜及电解液封装其间；所述电池正极采用磷酸铁锂、锰酸锂或三元材料、镍锰酸锂，所述电池负极采用钛酸锂材料;所述隔膜采用碳材料;所述电解液采用碳材料;所述电池正板和电池负极的极耳均采用石墨烯层。
[0025]实施例2:实施例1中所采用的钴酸锂的制备方法，采用液相水热合成法制备，具体步骤如下:
原料为:钛酸丁酯1000g溶于10L去离子水中，制得钛酸丁酯溶液；一水合氢氧化锂2000g溶于10L去离子水中，制得一水合氢氧化锂溶液;醇水混合液为质量分数75%的乙醇溶液；
(1)中央计算机控制器控制打开第一溶液导管的电控阀门，在无尘环境下向原料搅拌缸内加入钛酸丁酯溶液，再关闭第一溶液导管的电控阀门的电控阀门；
(2)中央计算机控制器控制打开第二溶液导管的电控阀门，在无尘环境下向反应釜内加入一水合氢氧化锂溶液，再关闭第二溶液导管的电控阀门的电控阀门；
(3)中央计算机控制器控制启动搅拌电机，搅拌速度为450r/min，搅拌溶液，搅拌时间为30min;
(4)中央计算机控制器控制打开水热介质导管的电控阀门，在无尘环境下向反应釜内加入醇水混合液，再关闭水热介质导管的电控阀门的电控阀门；继续搅拌30min，搅拌完毕后，关闭搅拌电机；
(5)中央计算机控制器控制打开反应釜的釜盖装置的电控阀门，密封反应釜；
(6)中央计算机控制器控制启动电加热装置，使反应釜内的温度升至120°C，进行水热反应，反应时间为15h;反应结束后，中央计算机控制器控制关闭电加热装置；
(7)当反应釜内的温度降至室温，中央计算机控制器控制打开反应釜的底部的电控阀门，将步骤(6)中获得的物物料送入除杂装置，中央计算机控制器控制打开除杂装置的去离子水导管的电控阀门，添加去离水并使反应釜内的物料经过多次除杂浸洗，除杂浸洗时温度为85°C;
(8)中央计算机控制器控制打开除杂装置底部的电控阀门，通过栗将除杂浸洗后物料压入过滤器，经250目的滤网过滤；
(9)中央计算机控制器控制打开马弗炉的电控阀门、传送电控阀门和马弗炉氧气通入阀门，设置马弗炉温度和氧气通入量，将过滤后物料放入马弗炉，马弗炉的温度设置为600°C，压力小于或等于0.02Mpa，氧气体积百分含量20%的空气气氛条件下干燥且热定性，反应时间为5h，获得钛酸锂电池所用钛酸锂化合物。
[0026]实施例3:实施例1中所采用的钴酸锂的制备方法，采用液相水热合成法制备，具体步骤如下:
原料为:钛酸丁酯1000g溶于10L去离子水中，制得钛酸丁酯溶液；一水合氢氧化锂1000g溶于10L去离子水中，制得一水合氢氧化锂溶液;醇水混合液为质量分数50%的乙醇溶液；
(1)中央计算机控制器控制打开第一溶液导管的电控阀门，在无尘环境下向原料搅拌缸内加入钛酸丁酯溶液，再关闭第一溶液导管的电控阀门的电控阀门；
(2)中央计算机控制器控制打开第二溶液导管的电控阀门，在无尘环境下向反应釜内加入一水合氢氧化锂溶液，再关闭第二溶液导管的电控阀门的电控阀门；
(3)中央计算机控制器控制启动搅拌电机，搅拌速度为520r/min，搅拌溶液，搅拌时间为20min;
(4)中央计算机控制器控制打开水热介质导管的电控阀门，在无尘环境下向反应釜内加入醇水混合液，再关闭水热介质导管的电控阀门的电控阀门；继续搅拌20min，搅拌完毕后，关闭搅拌电机；
(5)中央计算机控制器控制打开反应釜的釜盖装置的电控阀门，密封反应釜；
(6)中央计算机控制器控制启动电加热装置，使反应釜内的温度升至120?250°C，进行水热反应，反应时间为8h;反应结束后，中央计算机控制器控制关闭电加热装置；
(7)当反应釜内的温度降至室温，中央计算机控制器控制打开反应釜的底部的电控阀门，将步骤(6)中获得的物物料送入除杂装置，中央计算机控制器控制打开除杂装置的去离子水导管的电控阀门，添加去离水并使反应釜内的物料经过多次除杂浸洗，除杂浸洗时温度为90°C;
(8)中央计算机控制器控制打开除杂装置底部的电控阀门，通过栗将除杂浸洗后物料压入过滤器，经250目的滤网过滤；
(9)中央计算机控制器控制打开马弗炉的电控阀门、传送电控阀门和马弗炉氧气通入阀门，设置马弗炉温度和氧气通入量，将过滤后物料放入马弗炉，马弗炉的温度设置为750°C，压力小于或等于0.02Mpa，氧气体积百分含量2 0%的空气气氛条件下干燥且热定性，反应时间为3h，获得钛酸锂电池所用钛酸锂化合物。
[0027]实施例4:实施例1中所采用的钴酸锂的制备方法，采用液相水热合成法制备，具体步骤如下:
钛酸丁酯1000g溶于10L去离子水中，制得钛酸丁酯溶液;一水合氢氧化锂1000g溶于10L去离子水中，制得一水合氢氧化锂溶液;醇水混合液为质量分数40%的乙醇溶液；
(1)中央计算机控制器控制打开第一溶液导管的电控阀门，在无尘环境下向原料搅拌缸内加入锂盐或锂氧化物溶液，再关闭第一溶液导管的电控阀门的电控阀门；
(2)中央计算机控制器控制打开第二溶液导管的电控阀门，在无尘环境下向反应釜内加入一水合氢氧化锂溶液，再关闭第二溶液导管的电控阀门的电控阀门；
(3)中央计算机控制器控制启动搅拌电机，搅拌速度为600r/min，搅拌溶液，搅拌时间为lOmin; (4)中央计算机控制器控制打开水热介质导管的电控阀门，在无尘环境下向反应釜内加入醇水混合液，再关闭水热介质导管的电控阀门的电控阀门；继续搅拌lOmin，搅拌完毕后，关闭搅拌电机；
(5)中央计算机控制器控制打开反应釜的釜盖装置的电控阀门，密封反应釜；
(6)中央计算机控制器控制启动电加热装置，使反应釜内的温度升至240°C，进行水热反应，反应时间为14h;反应结束后，中央计算机控制器控制关闭电加热装置；
(7)当反应釜内的温度降至室温，中央计算机控制器控制打开反应釜的底部的电控阀门，将步骤(6)中获得的物物料送入除杂装置，中央计算机控制器控制打开除杂装置的去离子水导管的电控阀门，添加去离水并使反应釜内的物料经过多次除杂浸洗，除杂浸洗时温度为95°C;
(8)中央计算机控制器控制打开除杂装置底部的电控阀门，通过栗将除杂浸洗后物料压入过滤器，经250目的滤网过滤；
(9)中央计算机控制器控制打开马弗炉的电控阀门、传送电控阀门和马弗炉氧气通入阀门，设置马弗炉温度和氧气通入量，将过滤后物料放入马弗炉，马弗炉的温度设置为900°C，压力小于或等于0.02Mpa，氧气体积百分含量15%的空气气氛条件下干燥且热定性，反应时间为2h，获得钛酸锂电池所用钛酸锂化合物。
[0028]以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，例如某个实施例中的部件形状可以采用其他实施例中的部件形状和构造或更改透镜的形状或光源的大小等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种使用钛酸锂电池的快速充电移动电源，包括钛酸锂电池、壳体、充电接口和USB输出接口，所述钛酸锂电池设置在所述壳体内，所述充电接口和所述USB输出接口设置在所述壳体的外部的一侧，其特征在于，该使用钛酸锂电池的快速充电移动电源还包括设置在壳体内的电路板，所述电路板与所述钛酸锂电池相连接，且所述电路板上连接有处理器和智能识别1C芯片;所述钛酸锂电池包括电池正极、电池负极、极耳、隔膜、电解液和外部封装结构;所述外部封装结构将电池正极、电池负极、隔膜及电解液封装其间；所述电池正极采用磷酸铁锂或锰酸锂或镍锰酸锂，所述电池负极采用钛酸锂材料;所述隔膜采用碳材料;所述电解液采用碳材料;所述电池正板和电池负极的极耳均采用石墨烯层。2.根据权利要求1所述的使用钛酸锂电池的快速充电移动电源，其特征在于，所述电池正极采用锰酸锂，所述锰酸锂采用水热合成法制备。3.根据权利要求1所述的使用钛酸锂电池的快速充电移动电源，其特征在于，所述电池负极所使用钛酸锂材料采用液相水热合成法制备。4.根据权利要求2或3所述的使用钛酸锂电池的快速充电移动电源，其特征在于，所述石墨稀层至少包括两层石墨稀叠加，所述石墨稀层的厚度为20?9000nm。5.根据权利要求4所述的使用钛酸锂电池的快速充电移动电源，其特征在于，所述壳体的外表面上设置有液晶显示屏，所述液晶显示屏与所述处理器相连接。6.根据权利要求3所述的使用钛酸锂电池的快速充电移动电源，其特征在于，所述钛酸锂材料的制备方法具体步骤如下: (1)中央计算机控制器控制打开第一溶液导管的电控阀门，在无尘环境下向反应釜内加入钛酸丁酯溶液，再关闭第一溶液导管的电控阀门的电控阀门； (2)中央计算机控制器控制打开第二溶液导管的电控阀门，在无尘环境下向反应釜内加入一水合氢氧化锂溶液，再关闭第二溶液导管的电控阀门的电控阀门； (3)中央计算机控制器控制启动搅拌电机，搅拌速度为450?600r/min，搅拌溶液，搅拌时间为10?30min; (4)中央计算机控制器控制打开水热介质导管的电控阀门，在无尘环境下向反应釜内加入醇水混合液，再关闭水热介质导管的电控阀门的电控阀门；继续搅拌10?30min，搅拌完毕后，关闭搅拌电机； (5)中央计算机控制器控制打开反应釜的釜盖装置的电控阀门，密封反应釜； (6)中央计算机控制器控制启动电加热装置，使反应釜内的温度升至120?250°C，进行水热反应，反应时间为7?15h;反应结束后，中央计算机控制器控制关闭电加热装置； (7)当反应釜内的温度降至室温，中央计算机控制器控制打开反应釜的底部的电控阀门，将步骤(6)中获得的物物料送入除杂装置，中央计算机控制器控制打开除杂装置的去离子水导管的电控阀门，添加去离水并使反应釜内的物料经过多次除杂浸洗，除杂浸洗时温度为85?95°C; (8)中央计算机控制器控制打开除杂装置底部的电控阀门，通过栗将除杂浸洗后物料压入过滤器，经250目的滤网过滤； (9)中央计算机控制器控制打开马弗炉的电控阀门、传送电控阀门和马弗炉氧气通入阀门，设置马弗炉温度和氧气通入量，将过滤后物料放入马弗炉，马弗炉的温度设置为600?900°C，压力小于或等于0.02Mpa，氧气体积百分含量15?20%的空气气氛条件下干燥且热定性，反应时间为2?5h，获得钛酸锂电池所用钛酸锂化合物。7.根据权利要求6所述的使用钛酸锂电池的快速充电移动电源，其特征在于，所述锂离子和钛离子的摩尔浓度比为2: 1。8.根据权利要求7所述的使用钛酸锂电池的快速充电移动电源，其特征在于，所述醇水混合液为乙醇质量分数为30?80%的醇水混合液。
【专利摘要】本发明公开了一种使用钛酸锂电池的快速充电移动电源，包括钛酸锂电池、壳体、充电接口和USB输出接口，钛酸锂电池设置在所述壳体内，充电接口和USB输出接口设置在所述壳体的外部的一侧，还包括设置在壳体内的电路板，电路板与钛酸锂电池相连接，电路板上连接有处理器和智能识别IC芯片；钛酸锂电池包括电池正极、电池负极、极耳、隔膜、电解液和外部封装结构；外部封装结构将电池正极、电池负极、隔膜及电解液封装其间；电池正极采用磷酸铁锂、锰酸锂或三元材料、镍锰酸锂，电池负极采用钛酸锂材料；隔膜采用碳材料；电解液采用碳材料；电池正板和电池负极的极耳均采用石墨烯层。该使用钛酸锂电池的快速充电移动电源充电速度快，电压稳定。
【IPC分类】H01M2/26, H01M4/131, H01M10/42
【公开号】CN105489824
【申请号】CN201510841504
【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】2016年4月13日
【申请日】2015年11月28日