[發明專利]一種能量密度高的鋰離子電池

無效

• 申請號: 201310578333.8
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN103606704A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發明（設計）人: 陳璇;錢國珠;沈春平;黃滿湘;秦麗;蘇樂樂
• 申請（專利權）人: 江蘇天鵬電源有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M4/505;H01M4/1391;H01M4/38;H01M4/583
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 孫國棟

1.一種能量密度高的鋰離子電池，包括正極片、負極片及置于正、負極片之間的隔膜與電解液，其特征在于：所述正極采用高密度富鋰錳基正極材料，所述負極包括負極集流體，位于集流體上的連續層以及位于連續層上的非連續層。

2.根據權利要求1所述的一種能量密度高的鋰離子電池，其特征在于，所述高密度富鋰錳基正極材料的制作包括以下步驟：

A、按照預定產物分子式xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·(1-x)Li?Ni?O₂、xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·(1-x)Li?Co?O₂、xLi[Li_1/3Mn_2/3]O₂·(1-x)Li?Mn?O₂，0<x<1，以各過渡金屬元素比例計算并稱取可溶性的鎳鹽、鈷鹽、錳鹽以及一定量的表面活性劑，將上述原料配制成鎳鈷錳混合濃度為0.5～5mol/L、表面活性劑濃度為0.05～0.5mol/L的溶液；

B、用去離子水將碳酸鈉與絡合劑配制成碳酸鈉濃度為0.5～2.5mol/L、絡合劑濃度為0.05～2.5mol/L的溶液在，1～12的溫條件下，將上一步制作的溶液與本步驟所制造的溶液并流加入反應容器，控值pH值7.0～8.0，反應2～24h，所得沉淀在相同條件下陳化2～12h；

C、將上述沉淀物過濾，并用全部反應液1～5倍體積的去離子水洗劑1～6次后，濾餅在80～130℃烘干2～14h，得到干燥的高振實密度球形碳酸鹽前驅體，將前驅體與碳酸鋰按前驅體比碳酸鋰為1:0.58～0.64比例配料，混合均勻，再在氧化氣氛下650～1000℃燒結6～24h，制得高振實密度球形富鋰錳基正極材料。

3.根據權利要求2所述的一種能量密度高的鋰離子電池，其特征在于：所述的晶體生長控制劑是表面活性劑為吐溫、聚乙二醇、十二烷基磺酸鈉中的一種或多種；所述的絡合劑為復合絡合劑，包括檸檬酸鈉、酒石酸鈉、焦磷酸鈉、磺基水楊酸鈉、三聚磷酸鈉中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的一種能量密度高的鋰離子電池，其特征在于：所述連續層與非連續層含有的負極活性物質，各自獨立的選自硅單質、硅化合物、硅金屬復合物、硅碳復合物、硅合金、錫單質、錫氧化合物和錫化合物中的一種或多種。

5.根據權利要求4所述的一種能量密度高的鋰離子電池，其特征在于：所述非連續層中所含的負極活性物質為硅合金或錫單質，所述連續層中所含的負極活性物質為硅碳復合物，所述非連續層包括多個凸起，每個凸起的平均底面積為0.002～0.62mm²，非連續層的厚度為10～110μm，所述非連續層的厚度為5～105μm，兩層厚度之和為25～155μm，所述非連續層在連續層表面的覆蓋率為36～75%。

6.根據權利要求5所述的一種能量密度高的鋰離子電池，其特征在于：所非連續層材料的漿料間隔的負載在連續層上的方法為噴墨印刷、絲網印刷或凹版涂布。

7.根據權利要求6所述的一種能量密度高的鋰離子電池，其特征在于：將連續層負載在集流體上并將非連續層負載在連續層上完成后，需壓延得到負極。

8.根據權利要求7所述的一種能量密度高的鋰離子電池，其特征在于：壓延前，所述連續層的厚度為20～150μm，所述非連續層厚度為15～200μm，兩層厚度紙盒為35～350μm，所述非連續層在連續層表面的覆蓋率為36～75%。