[發明專利]一種高電壓高能量密度鋰離子電池

有效

• 申請號: 201310185790.0
• 申請日: 2013-05-17
• 公開（公告）號: CN103311539A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 陳清波;龔蓉;朱繼濤;胡航;殷康健;李愛菊;陳紅雨
• 申請（專利權）人: 深圳市慧通天下科技股份有限公司;華南師范大學
• 主分類號: H01M4/525
• 分類號: H01M4/525;H01M4/62;H01M4/583;H01M4/70;H01M10/058
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;陳亮

1.一種高電壓高能量密度鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括正極片、負極片、隔膜、電解液和外殼，其中：

所述正極片包括正極活性材料、導電劑、粘結劑和集流體，正極活性材料、導電劑、粘結劑的質量百分比分別為92-97％：2-3.5％：1-6％；

所述負極片包括負極材料、導電劑、粘結劑和集流體，負極材料、導電劑、粘結劑的質量百分比分別為90-96％：1-5％：4-10％；

所述鋰離子電池具體以改性鈷酸鋰LiCoO₂作為所述正極活性材料，以人造石墨或天然石墨作為所述負極材料，并配以相應的陶瓷隔膜、高壓電解液、粘結劑和導電劑，通過優化的工藝配比及加工工藝制作而成。

2.根據權利要求1所述高電壓高能量密度鋰離子電池，其特征在于，

所述正極活性材料具體為顆粒粒徑D50在10-14μm，比表面積為0.2-0.4㎡/g，振實密度≥2g/㎝³的改性鈷酸鋰LiCoO₂，且所述改性鈷酸鋰LiCoO₂具體為在LiCoO₂上包覆金屬磷酸鹽，所述金屬磷酸鹽為磷酸鋁AlPO₄、磷酸鋰Li₃PO₄中的至少一種，該金屬磷酸鹽占所述改性鈷酸鋰LiCoO₂的質量百分比為0.5-5wt.%；

所述正極片中的導電劑為超級導電炭黑SUP-P、導電石墨、乙炔黑、碳納米管中的一種或兩種混合物；

所述正極片中的粘結劑為聚偏氟乙烯PVDF。

3.根據權利要求1所述高電壓高能量密度鋰離子電池，其特征在于，

所述負極材料具體為天然石墨和人造石墨中的一種或兩種混合物，所述天然石墨的顆粒粒徑D50在16-20μm，比表面積為4.6-5.0㎡/g；所述人造石墨的顆粒粒徑D50在13-17μm，比表面積為1.1-1.7㎡/g；其中人造石墨、天然石墨的質量配比為：60-90％：10-40％；

所述負極片中的導電劑為超級導電炭黑SUP-P、導電石墨、乙炔黑、碳納米管和石墨烯中一種或兩種的混合物；

所述負極片中的粘結劑為羥甲基纖維素鈉CMC、丁丙橡膠SBR。

4.根據權利要求1所述高電壓高能量密度鋰離子電池，其特征在于，

所述正極片的集流體為厚度為14-20μm的鋁箔；所述負極片的集流體為厚度為8-12μm的銅箔。

5.根據權利要求1所述高電壓高能量密度鋰離子電池，其特征在于，

所述電解液由有機溶劑和可溶性鋰鹽組成，其中，所述有機溶劑為各種碳酸酯類的一種或多種，并添加有1％～5％的成膜添加劑和1％～5％的高溫添加劑。

6.根據權利要求1所述高電壓高能量密度鋰離子電池，其特征在于，所述隔膜為聚烯烴隔膜或帶有涂覆層的涂層隔膜，所述涂層隔膜的制作具體為：

采用陶瓷或聚偏氟乙烯共聚物涂層技術，將鋁、鋯、硅、鈦、鋇的氧化物中一種或兩種材料，或聚偏氟乙烯共聚物材料均勻分散在N-甲基吡咯烷酮NMP、丙酮、水的溶劑中；

加入分散劑、粘合劑，高速攪拌成分散均勻的漿料，其中漿料的固含量為35％～70％；

將所述漿料涂覆在聚烯烴的基材膜上，烘干得到所述涂層隔膜，該涂層的厚度為1-8μm。

7.根據權利要求1所述高電壓高能量密度鋰離子電池，其特征在于，

所述正負極片采用疊片式或卷繞式構造；

所述外殼采用鋁塑膜、塑料外殼、塑料與金屬復合材料外殼、金屬外殼或金屬合金外殼。