[發明專利]一種高能量密度鋰離子電池及制備方法

在審

• 申請號: 201610750451.6
• 申請日: 2016-08-29
• 公開（公告）號: CN107785542A
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 葉蘭;王岑;李喆;張和寶
• 申請（專利權）人: 南京安普瑞斯有限公司
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/485;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525;H01M10/058;H01M10/44
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司32252
• 代理人: 戴朝榮

1.一種高能量密度鋰離子電池，包括正極片、負極片、電解液、隔膜以及電池殼，其特征在于：鋰離子電池正極活物質由鈷酸鋰與鎳鈷錳或鎳鈷鋁正極材料直接物理混合而成；

所述鎳鈷錳或鎳鈷鋁正極材料為單晶一次顆粒或由小顆粒組成的二次顆粒，鎳鈷錳表達式為LiNi_aCo_bMn_(1-a-b-c)X_cO_(2-d)Y_d，其中X為Ti、Mg、Al、Zr、La、Ce、B、Sn元素中的一種或多種；Y為F，Cl，S，P元素中的一種或多種；a，b，c，d的取值必須同時滿足以下條件：0.33≤a<1.0，0<b<0.67，0≤c≤0.1，0≤d≤0.5；鎳鈷鋁表達式為LiNi_0.7+xCo_0.3-x-y-zAl_yM_zO₂，其中M元素為Co、Mn、Mg、Ti、Zr、B、Al中的一種或幾種，x，y，z的取值必須同時滿足以下條件：0≤x<0.3，0.01≤y≤0.1，0≤z≤0.03，x+y+z<0.3；

所述鈷酸鋰正極材料的中值粒徑為5～30μm；所述鎳鈷錳或鎳鈷鋁正極材料的中值粒徑為0.5～15μm；鈷酸鋰正極材料的中值粒徑為鎳鈷錳或鎳鈷鋁正極材料中值粒徑的1.5～10倍。

2.如權利要求1所述的高能量密度鋰離子電池，其特征在于，采用兩步充放電方式進行活化：

循環1：恒流充電至V1截止，繼續恒壓充電，直至電流小于0.02C，即充電停止，靜置5min，恒流放電至截止電壓；

循環2：恒流充電至V2截止，繼續恒壓充電，直至電流小于0.02C，即充電停止，靜置5min，恒流放電至截止電壓；

循環1：充電截止電壓V1為4.15V～4.6V，充電電流為0.05C～3C，放電電流為0.1C～2C，放電截止電壓為2.0V～3.4V；

循環2：充電截止電壓V2為4.15V～4.6V，充電電流為0.1C～3C，放電電流為0.1C～2C，放電截止電壓為2.0V～3.4V；所述充電截止電壓V1≤V2。

3.如權利要求1所述的高能量密度鋰離子電池，其特征在于：所述鎳鈷錳或鎳鈷鋁正極材料的質量百分比為混合正極物質總質量的0％～80％，不包括0％。

4.如權利要求1所述的高能量密度鋰離子電池，其特征在于：所述直接物理混合所用設備為雙行星混合機、雙行星雙動力混合機、球磨機、多功能混合機、錐形混合機、捏合機、臥式混合機、雙軸多功能強力分散攪拌機或三軸多功能混合攪拌機。